In den Laborversuchen des Moduls M 5.3 Elektronik (ELK) sollen Halbleiterbauelemente, wie Dioden, Bipolartransistoren (Bipolar Junction Transistor, BJT, engl.) und Feldeffektransistoren (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET, engl.) charakterisiert werden. Die Versuche sind der Versuchsreihe Active Learning von Red Pitaya entnommen.
Sie experimentieren in Gruppen mit bis zu vier Studierenden an elektronischen Bauelementen und Baugruppen, bspw.
- Dioden vom Typ 1N4001 und 1N4148,
- BJTs vom Typ 2N3904 (npn) und 2N3906 (pnp),
- MOSFETs vom Typ BS170 und BS250.
Die Charakterisierung geschieht über das VPN der Hochschule, in dem Sie an dem Ihnen zugewiesenen Laborplatz ELIE1 bis ELIE6 die Messungen über ein Red Pitaya STEMLab steuern. Die Steuerung der STEMLabs kann sowohl über das Web-Frontend mit der Oszilloskop-App geschehen, als auch über den jeweiligen SCPI Server des STEMlabs.
Als Ergebnis der Untersuchungen soll ein Technischer Bericht/Entwicklungsbericht mit quarto angefertigt werden.
Im Entwicklungsbericht beschreiben und vergleichen Sie die Messungen mit SPICE-Simulationen gestützt durch Literaturrecherche in Fachjournalen, Fachforen (z.B. auf den Webseiten der Halbleiterhersteller) und der Bibliothek (SuUB).
[5]
P. Baumann,
Parameterextraktion bei Halbleiterbauelementen - Simulation mit PSPICE. Springer, 2012. doi:
10.1007/978-3-8348-2495-0.
[9]
H. Göbel und H. Siemund,
Übungsaufgaben zur Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer Berlin Heidelberg, 2018. doi:
10.1007/978-3-662-56569-8.
[11]
E. Hering, R. Martin, und M. Stohrer,
Physik für Ingenieure. Springer Berlin Heidelberg, 2025. doi:
10.1007/978-3-662-69429-9.
[12]
U. Hilleringmann,
Silizium-Halbleitertechnologie: Grundlagen mikroelektronischer Integrationstechnik. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2023. doi:
10.1007/978-3-658-42378-0.
[17]
M. K. Kazimierczuk,
RF Power Amplifiers, 2. John Wiley & Sons, Ltd, 2014, S. 688. doi:
10.1002/9781118844373.
[20]
O. Natt,
Physik mit Python: Simulationen, Visualisierungen und Animationen von Anfang an. Springer Berlin Heidelberg, 2022. doi:
10.1007/978-3-662-66454-4.
[21]
H. Pretl und M. Eberlein,
„Fifty Nifty Variations of Two-Transistor Circuits: A tribute to the versatility of MOSFETs“,
IEEE Solid-State Circuits Magazine, Bd. 13, Nr. 3, S. 38–46, 2021, doi:
10.1109/mssc.2021.3088968.
[23]
B. Razavi, Microelectronics. John Wiley & Sons, Inc., 2008, S. 856.
[25]
J. Siegl,
Schaltungstechnik - Analog und gemischte analog/digital, 4th Aufl. in Springer-Lehrbuch. Springer, 2010, S. 636. doi:
10.1007/978-3-642-13304-6.
[26]
J. Smoliner,
Grundlagen der Halbleiterphysik: Was Studierende der Physik und Elektrotechnik wissen sollten. Springer Berlin Heidelberg, 2026. doi:
10.1007/978-3-662-72413-2.
[29]
L. Stiny,
Aktive elektronische Bauelemente: Aufbau, Struktur, Wirkungsweise, Eigenschaften und praktischer Einsatz diskreter und integrierter Halbleiter-Bauteile. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2019. doi:
10.1007/978-3-658-24752-2.
[31]
F. Thuselt,
Physik der Halbleiterbauelemente. Elektrotechnik/Informationstechnik, Hochschule Pforzheim, Pforzheim, Germany: Springer Berlin Heidelberg, 2018. doi:
10.1007/978-3-662-57638-0.
[32]
U. Tietze, C. Schenk, und E. Gramm, Halbleiter-Schaltungstechnik, 14th Aufl. Springer, 2012, S. 1807.
[33]
P. Wellmann,
Materialien der Elektronik und Energietechnik: Halbleiter, Graphen, Funktionale Materialien. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2019. doi:
10.1007/978-3-658-26992-0.