Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage

• Die fundamentale Idee von Schaltnetzteilen für AC-DC und DC-DC zu verstehen.
• Die Rolle des Transistors als Schalter in solchen Anwendungsdesigns zu verstehen und die Bauteilanforderungen abzuleiten.
• die verschiedenen Grundkonzepte moderner Si-basierter Leistungshalbleiterbauelemente zu verstehen.
• Grundverständnis über die fundamentalen Limits Halbleiter-basierender Bauelemente vorzuweisen.
• zu vestehen wie Halbleiter mit größerem Bandabstand wie GaN und SiC diese Limitation überwinden können.
• die grundsätzlichen Unterschiede der Materialien, Technologien und Bauteilkonzepte moderner Halbleiter gebenüber Silizium zu verstehen.
• die zusätzlichen Herausforderungen im Bereich der Zuverlässigkeit moderner Leistungshalbleiter zu verstehen.

Studenten die über den Stoff der Lehrveranstaltung hinaus Interesse haben, wird zusätzlich die Möglichkeit geboten sich beim letzten Termin über die grundsätzlichen Methoden und Prinzipien in Forschungs- und Entwicklungsfragen auszutauschen. Die Studenten haben dabei die Möglichkeit ihre eigenen Erfahrungen zu reflektieren.

Auf Basis einiger grundlegender Spannungswandlerschaltungen (PFC, Buck-, Boostkonverter) werden die Prinzipien und Kriterien der einzelnen elektronischen Bauelemente abgeleitet. Im Speziellen werden darauf aufbauend die Konzeptideen und technologischen Herausforderungen moderner Leistungstransistoren auf Basis von Si, SiC und GaN besprochen. Im letzten Teil der VU sollen moderne Entwicklungsmethoden wie sie im akademischen und industriellen Bereich heute Standard sind diskutiert werden.

• Vorlesung mit starken Fokus auf Diskussion und Fragen- bzw. Problem-basiertem Lernen. Die Studierenden sollen daher immer einen klaren Zusammenhang zwischen einer Fragestellung und dem besprochenem Inhalt herstellen können.

• 3-4 Hausaufgaben und 3 Artikeln zum selbst durchlesen werden ausgeteilt und sollen den Studierenden dabei helfen vergangene Einheiten zu reflektieren und sich auf die Fragestellungen der nächsten Einheiten vorzubereiten. Die Vorbereitung der Aufgaben sollte den Studierenden nicht viel Zeit abverlangen, aber ihnen dabei helfen soviel wie möglich an Wissen direkt aus der Vorlesung/Diskussion mitzunehmen. JedeR Studierende soll eine Aufgabe/Artikel im Rahmen der Vorlesung präsentieren. BItte dabei viel Wert auf die Gedankengänge zum Problem und zum Lösungsweg legen und nicht nur auf die Lösung selbst.

• Die VU wird geblockt abgehalten. Die genauen Termine werden beim ersten Termin festgelegt. Studierende denen es nicht möglich ist beim ersten Termin am 7.3. zu erscheinen, wird empfohlen sich vorab mit Clemens Ostermaier per Email oder über TISS in Verbindung zu setzen. Der erste Termin am 7.3. enthält neben der Vorbesprechung und Terminkoordination der LVA auch gleich einen einleitenden, ersten Vorlesungsteil!

mündliche Prüfung (50% der Note) & Mitarbeit an der Lehrveranstaltung durch Diskussion, kleine Onlinetests zur Stoffwiederholung und Präsentationen der Hausübungen (50% der Note). JedeR Studierende soll zumindest eine Übung/Artikel in der LVA präsentieren/diskutieren.

Bitte im TISS registrieren um Infos zur LVA und Zugang zum TUWEL zu bekommen.

Die Folien zur Vorlesung werden an die Studenten im Rahmen der VU verteilt. Als einführende Literatur werden diese Standardwerke empfohlen die sich im Detail mit Si-basierten Bauelementen beschäftigen:

B. Jayant Baliga, Fundamentals of Power Semiconductor Devices, 2018

J. Lutz et al, Semiconductor Power Devices: Physics, Characteristics, Reliability, 2011

P. Horowitz et al., The art of electronics, 2015 (beinhaltet auch Schaltungsgrundlagen)

grundlegendes Verständnis von Halbleiterphysik sowie einfachen Halbleiterbauelementen (pn Diode, Feldeffektransistor, Schottky-Diode, BJT). Der erste Termin der Vorlesung wird eine kurze Wiederholung des vorausgesetzen Wissens beinhalten.