Modulhandbuch des Studiengangs M. Sc. Electrical Engineering

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1 Modulhandbuch des Studiengangs M. Sc. Electrical Engineering

2 nhaltsverzeichnis Pflichtbereich 4 FBE0050 Advanced Electrical Engineering FBC0051 Advanced Mathematics FBE0120 Theoretische Elektrotechnik FBE0121 Theoretische Elektrotechnik FBE014 Supplement FBE0143 Master-Thesis Elektrotechnik bereich 12 Vertiefungsrichtung Polymer Electronics and Novel Technologies 12 Devices and Systems 12 FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) FBE0138 ntegrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik FBE0188 Reliability of electronic devices and systems FBE0187 Elektromobilität FBE0155 Leistungselektronik FBE019 Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Materials and Processes 21 FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) FBE0149 Organic Electronics FBE0088 Lasermesstechnik FBE0189 Advanced Thin Film Technologies Vertiefungsrichtung Renewable Energy 27 Power Electronics and Hybride Drive Systems 27 FBE007 Elektromagnetische Aktoren FBE0155 Leistungselektronik FBE015 Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben FBE010 Regelungstheorie FBE0098 Nichtlineare Regelungssysteme FBE0100 Optimierungsmethoden der Regelungstechnik FBE0187 Elektromobilität FBE018 Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen FBE0099 Numerische Methoden des Computational Engineering Smart Grids 39 FBE0089 Leit- und Schutztechnik FBE0127 Windkraftanlagen FBE0152 Kraftwerke FBE0153 Hochspannungstechnik FBE0124 Theorie der Netzberechnung FBE0154 Ordnungsrahmen der Energiewirtschaft FBE018 Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen FBE0191 Rationelle Energienutzung

3 Vertiefungsrichtung nformation Technology and Communications 51 Communications 51 FBE01 Theoretische Nachrichtentechnik ET FBE0138 ntegrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik FBE0087 Komponenten für Mobilfunksysteme FBE0053 Audiosignalverarbeitung FBE0115 Sprachsignalverarbeitung FBE0093 Mehrdimensionale Signale und Systeme FBE005 Bildgebung und Sensorik FBE0085 nformationsverarbeitung Software Engineering 1 FBE0117 System- und Softwareentwicklung FBE0104 Rechnernetze und Datenbanken FBE0057 Computer Graphics FBE0147 Multimodale Mensch-Maschine-Systeme FBE0099 Numerische Methoden des Computational Engineering Vertiefungsrichtung Automotive 8 Assistance and nfotainment Systems 8 FBE0053 Audiosignalverarbeitung FBE0115 Sprachsignalverarbeitung FBE0057 Computer Graphics FBE0147 Multimodale Mensch-Maschine-Systeme FBE0093 Mehrdimensionale Signale und Systeme FBE01 Theoretische Nachrichtentechnik ET FBE0138 ntegrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik FBE0087 Komponenten für Mobilfunksysteme FBE0117 System- und Softwareentwicklung FBE0085 nformationsverarbeitung FBE0149 Organic Electronics Sensors and Drives 83 FBE010 Regelungstheorie FBE0098 Nichtlineare Regelungssysteme FBE0100 Optimierungsmethoden der Regelungstechnik FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) FBE007 Elektromagnetische Aktoren FBE0155 Leistungselektronik FBE0088 Lasermesstechnik FBE005 Bildgebung und Sensorik FBE0187 Elektromobilität FBE015 Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben FBE019 Entwurf von Stromversorgungsschaltungen

4 Pflichtbereich FBE0050 Advanced Electrical Engineering Pflicht Stellung der Note: /180 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. LP n einem ausgewählten Bereich werden elektrotechnische Grundlagen aus einem Bereich vertieft analysiert und mit Kenntnissen aus anderen Bereichen vernetzt. Bachelorabschluss in Elektrotechnik oder einer verwandten Fachrichtung. Erwartet werden fundierte Kenntnisse aus grundlegenden Bereichen der Elektrotechnik und Mathematik. Bemerkungen: Bei der Zulassung zum Masterstudium legt der Prüfungsausschuss fest, welche Komponente zu wählen ist. Die Auswahl der Komponente erfolgt so, dass fehlende Kompetenzen in einem der Bereiche - Regelungstechnik - Elektronische Bauelemente - Energiesysteme - Kommunikationstechnik ausgeglichen oder ergänzt werden. Univ.-Prof., Dr.-ng. Tibken Nachweise zu Advanced Electrical Engineering Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) 180 min. Dauer Regelungstechnik ( LP) Angebot im: WS n dieser Lehrveranstaltung werden die Grundlagen der Regelungstechnik vermittelt: Lineare zeitinvariante Systeme, Zustandsraumdarstellung, Frequenzbereichsmethoden, Reglerentwurf, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Numerische Methoden. 4

5 Elektronische Bauelemente ( LP) Angebot im: WS Kristallstruktur (reales und reziprokes Gitter), Bänderstruktur, Schichtherstellungsverfahren, Quantenstrukturen, Tunneleffekt, Ladungstransport Diodenbauelemente und Anwendungen: Schottky-Dioden, Heterostrukturdioden, Lawinenbauelemente, Elektronentransferdiode, Tunnelbauelemente, Leuchtdioden, Laserdioden, Photodioden, Solarzellen Transistoren und Anwendungen: Heterostruktur-Bipolartransistor, MOS- Feldeffekttransistoren, Speicher, High Electron Mobility Transistor, Dünnschicht-FET, solated Gate Bipolar Transistor. Energiesysteme ( LP) Angebot im: WS Die Vorlesung Energiesysteme gibt einen Überblick über die elektrische Energieversorgung. Energiebedarf und Energiedeckung, Erzeugung elektrischer Energie, Drehstromnetze, Netzkomponenten (Leitungen, Transformatoren, Synchrongeneratoren), Netze im Normalbetrieb - Lastfluss im Drehstromnetz, Netze im Störungsfall - Kurzschluss im Drehstromnetz, Gefahren des elektrischen Stromes und Schutzmaßnahmen. V Kommunikationstechnik ( LP) Angebot im: WS Einleitung:nformation, Signal, Struktur und Aufgaben eines Kommunikationssystems Quellencodierung: nformationstheorie, Entropie, Redundanz, Redundanz- und rrelevanzreduktion, analoge und digitale Quellen, Datenreduktionsverfahren Kanalcodierung: Coderaum, Rechnen mit Restklassen, Codeklassen, Codierungsverfahren, Restfehlerwahrscheinlichkeit, Protokolle, (Kryptographie) Leitungscodierung: Eigenschaften und Leistungsdichtespektrum von Leitungscodes, Beschreibung ausgewählter Leitungscodes Übertragung über Leitungen: Verschiedene Leitungen (Aufbau und Eigenschaften), Kanalkapazität, Übertragung im Basisband, Kanalstörungen Modulationsverfahren und Multiplextechniken: Analoge Modulationsverfahren (AM, FM, PM), digitale Modulationsverfahren (ASK, FSK, PSK, mehrstufige Verfahren, OFDM), Matched Filter, Störverhalten, FDMA, TDMA, CDMA Vermittlungstechnik: Netzstrukturen, Vermittlungsprinzipien, Koppeleinrichtungen, Grundl. der Verkehrstheorie, Netzzugang, Routing Kommunikationsnetze: OS-Schichtenmodell, Grundlegende Protokolle, PDH, SDH, ATM, nternet, mobile Kommunikation 5

6 FBC0051 Advanced Mathematics Pflicht Stellung der Note: 10/120 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 10 LP 300 h Die Studierenden sind mit fortgeschrittenen mathematischen Methoden vertraut und wissen sie anwendungsbezogen einzusetzen. Sie verfügen über die mathematischen Grundlagen für Vertiefungsveranstaltungen. Überfachlich wird hier die Fähigkeit zur mathematischen Modellierung und wissenschaftlichen Beweisführung vermittelt. Mathematikkenntnisse aus dem Bachelorstudium werden erwartet. Frau Univ.-Prof., Dr. Jacob Nachweise zu Advanced Mathematics Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) 180 min. Dauer 10 Advanced Mathematics Pflicht (10 LP) Angebot im: WS 210 h 8 SWS 11,25 h Mehrfache ntegrale Vektoranalysis Funktionentheorie Differentialgleichungen

7 FBE0120 Theoretische Elektrotechnik Pflicht Stellung der Note: /120 Das Modul wird semesterweise angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. LP Die Studierenden besitzen ein physikalisches Verständnis zu elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern und zu ihrer mathematischen Modellierung. Die Vorlesung gehört in den Bereich der erweiterten Grundlagenausbildung. Erwartet werden gute Kenntnisse der Mathematik und Elektrotechnik. Prof. Dr. rer. nat. M. Clemens Nachweise zu Theoretische Elektrotechnik Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) 120 min. Dauer Theoretische Elektrotechnik Pflicht ( LP) Angebot im: SS Die Maxwellschen Gleichungen, Formale Methoden zur Berechungelektro-u. magnetostatischer Felder sowie zeitlich langsam u. schnell veränderlicher elektromagnetischer Felder. 7

8 FBE0121 Theoretische Elektrotechnik Pflicht Stellung der Note: 7/120 Das Modul wird semesterweise angeboten. Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. LP Die Studierenden verfügen über ein vertieftes mathematisches Verständnis der Theorie partieller Differentialgleichungen bzw. numerischer Lösungsmöglichkeiten solcher Systeme. Sie sind in der Lage solche z.b. auf dem Gebiet der theoretischen Elektrotechnik zu diskutierenden Systeme einzuordnen, deren Eigenschaften zu verstehen und geeignete numerische Lösungsverfahren auszuwählen, durchzuführen und zu beurteilen. Die Studierenden erlangen vertiefende mathematische Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Bei der Wahl des Moduls werden Kenntnisse des Moduls Theoretische Elektrotechnik erwartet. Prof. Dr. rer. nat. M. Clemens Nachweise zu Theoretische Elektrotechnik Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) 180 min. Dauer Theoretische Elektrotechnik Pflicht ( LP) Angebot im: WS Einführung in die diskrete Theorie elektromagnetischer Felder, Grundlegende numerische Verfahren, Möglichkeiten und Grenzen der numerischer Verfahren. 8

9 FBE014 Supplement Pflicht Stellung der Note: 7/120 Das Modul wird semesterweise angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 7 LP 210 h Die Studierenden erlangen einen Einblick in ein Forschungs- oder Anwendungsgebiet aus den Be- reichen Elektrotechnik, indem sie das im Studienverlauf erlernte Wissen unter Betreuung an einer vorgegebenen Problem- /Aufgabenstellung anwenden. Es werden ihre Kompetenzen gefordert, gefördert und erworben - in der Analyse wissenschaftlicher Problemstellungen, - Arbeit mit wissenschaftlicher Literatur - in strukturierter und systematischer Arbeitsweise im Team - in Projektplanung, Projektmanagement - im Verfassen von kurzen Texten mit wissenschaftlichem nhalt - im Erkennen und Gebrauch kreativer Fähigkeiten sowie - in der Präsentation erzielter Ergebnisse und deren Bewertung Keine formalen Voraussetzungen. Bemerkungen: Das Supplement wird als Team-Projekt (in der Regel 2 bis 5 Studierende) mit einem Zeitaufwand von 210h pro Teilnehmer durchgeführt. Das Projekt soll in der Regel in einem Zeitraum von maximal 8 Wochen abgeschlossen werden. Alle Dozenten des Fachbereichs Nachweise zu Supplement unbenotete Studienleistung Projekt und Dokumentation - 7 Supplement Pflicht (7 LP) Angebot im: SS+WS Projekt 153,75 h Das Supplement ist eine praxisorientierte Bearbeitung einer vorgegebenen Aufgabenstellung in Form eines Teamprojektes. 9

10 FBE0143 Master-Thesis Elektrotechnik Pflicht Stellung der Note: 30/120 Das Modul wird semesterweise angeboten. Das Modul sollte im 4. Semester begonnen werden. 30 LP 900 h Die Studierenden erlangen einen vertieften Einblick in ein Forschungs- oder Anwendungsgebiet aus den Bereichen Elektrotechnik, indem sie das im Studienverlauf erlernte Wissen selbständig an einer vorgegebenen Problem-/Aufgabenstellung anwenden. Es werden ihre Kompetenzen gefordert, gefördert und erworben - in der Analyse wissenschaftlicher Problemstellungen, - Analyse und Bewertung wissenschaftlicher Literatur - in strukturierter, systematischer und selbständiger Arbeitsweise - in Projektplanung, Projektmanagement - im Verfassen von umfangreicher Texte mit wissenschaftlichem nhalt - im Erkennen und Gebrauch kreativer Fähigkeiten sowie - in der Reflektion der eigenen wissenschaftlichen Arbeit - in der Präsentation erzielter Ergebnisse und deren Bewertung Vorraussetzung für die Ausgabe des Themas der Abschlussarbeit ist der Nachweis von 3 Leistungspunkten der folgenden Module gemäß 10 der Prüfungsordnung. - Advanced Electrical Engineering - Advanced Electrical Engineering - Advanced Mathematics - Electromagnetic Theory Teil - Complementary Skills alle Professoren Nachweise zu Master-Thesis Elektrotechnik Abschlussarbeit (1-mal wiederholbar ) Bemerkungen: - 30 Die Abschlussarbeit besteht aus der schriftlichen Thesis und einer nachfolgenden Präsentation mit Kolloquium. Anfertigen der Thesis Pflicht (30 LP) Projekt Angebot im: SS+WS 900 h 0 SWS 11,25 h 10

11 Anfertigen der Thesis (Fortsetzung) Die Master-Thesis ist eine schriftlich ausgearbeitete Abschlussarbeit mit je nach Aufgabenstellung theoretischen, praxisorientierten, programmiertechnischen, experimentellen Schwerpunkten. Aufgabenstellung und Zielsetzung der Thesis werden zwischen den Studierenden und einem oder mehreren Hochschullehrern/-innen kommuniziert. Aus der Arbeit soll die Fähigkeit der Studierenden erkennbar sein, Probleme der Elektrotechnik und Fragestellungen selbstständig und unter Anwendung ingenieurmäßiger Arbeitsmethoden zu analysieren und einer - möglichst allgemeingültiger mit wissenschaftlicher - Lösung zuzuführen. Organisation und Ablauf der Master-Thesis stellen sich im Allgemeinen in folgenden Phasen dar: 1. Vorbereitung a. Erstellung des Zeitplans und des Ressourcenbedarfs b. Beschreibung der vorgegebenen Problem- und/oder Aufgabenstellung c. Feststellung/Darstellung des entsprechenden Standes der Technik d. Entwicklung und Beschreibung eines oder mehrerer Lösungskonzepte e. Präferenzierung eines/mehrerer Lösungswege 2. Durchführung a. Realisierung/mplementation der ausgewählten Lösung b. Erstellung der schriftlichen Ausarbeitung mit Validierung und Bewertung der erzielten Ergebnisse 3. Präsentation Präsentation der Problem-/Aufgabenstellung, des Lösungskonzeptes und seiner Realisierung, der Ergebnisse und ihrer Bewertung mit anschließender Diskussion 11

12 bereich Vertiefungsrichtung Polymer Electronics and Novel Technologies Devices and Systems FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Stellung der Note: /120 Das Modul wird semesterweise angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. LP Die Vorlesung ist den Messtechniken gewidmet, die als state-of-the-art der Fehleranalyse betrachtet werden können. Es werden Kriterien sowohl für die Auswahl geeigneter Messsonden als auch deren Wechselwirkungsprodukte diskutiert. Prof. Dr. rer. nat. T. Riedl / Dr.-ng. Ralf Heiderhoff Nachweise zu Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 45 min. Dauer Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Pflicht ( LP) Vorlesung Angebot im: SS 12

13 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik (Fortsetzung) 1 Grundlagen 1.1 Allgemeine Prinzipien rastermikroskopischer Techniken 2 Rasterelektronenmikroskopie 2.1 Herstellung fokussierter Elektronenstahlen: Austrittsarbeit, Arbeitsmode, magnetische Linsen, Elektronenstrahlparameter 2.2 Wechselwirkung von Elektronen mit Festkörpern: Elastische und inelastische Streuung, Energiedissipation, Eindringtiefe, Sekundär- und Rückstreuelektronen, Enviromental Modus, Material und Spannungskontrast, Bragg-Reflektion 2.3 TEM (STEM): Hell- und Dunkeldfeldabbildung, Elektronenenerieverlustspektroskopie 2.4 Elektronenstrahltechniken: Kathodolumineszenz, Elektronenstrahl-induzierte Ströme, Augerspektroskopie, Röntgenstrahlspektroskopie 2.5 Modulationstechniken 3 Rastersondenmikroskopie 3.1 Allgemeine Funktionsweise 3.2 Rastertunnelmikroskopie 3.3 Rasterkraftmikroskopie 3.4 Optische Rasternahfeldmikroskopie 3.5 Komplementäre Rastersondenmikroskoptechniken 13

14 FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Stellung der Note: /120 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. LP Verständnis fachübergreifender Aspekte der Mechanik, Elektrotechnik, Chemie und Mathematik und deren Anwendung für: (1) Sensorik/Aktorik auf Si-Basis und (2) Polymer-Materialien für alternative Fertigungstechnologien und Bauelement-Konzepte Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Prof. Dr.-ng. H.-C. Scheer Nachweise zu Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 45 min. Dauer Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere Pflicht ( LP) Angebot im: SS Anwendungsfelder, Grundbegriffe und Abgrenzungen Mechanische Grundlagen: Spannungstensor, Deformationstensor, ndex-notation, elastische Materialeigenschaften, Vektordarstellung des Spannungs-Dehnungs- Zusammenhangs Mikromechanik für kristalline Materialien (Si) bei kleiner Deformation: Anisotrope Materialeigenschaften/Materialkonstanten, Richtungskosinus-Transformation, Schalentheorie zur Beschreibung von Membranen/Zungen, piezoresistiver Effekt, Volumen-Mikromechanik: anisotropes Nassätzen, Beispiel Druck-/Beschleunigungssensor, Oberflächen-Mikromechanik: Opferschichttechnik, Beispiel Projektionsdisplays Mikromechanik für Polymere (PS, PMMA, PDMS) bei großer Deformation: sotrope Materialeigenschaften, Dehnverhältnis bei großer Deformation, Temperatur- und Molekulargewichts- Abhängigkeit der elastischen Eigenschaften, Thermoplastische Materialien: Zeit-Temperatur-Äquivalenz, Beispiel Nanoimprint, Elastomere Materialien: Netzwerks-Theorien/-Eigenschaften, Beispiel PDMS-Einsatz 14

15 FBE0138 ntegrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Stellung der Note: /120 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. LP Studierende erlernen die Analyse und das Design von integrierten Schaltungen auf Chip-Ebene. nsbesondere die mplementierung von Hochfrequenzsystemen in der Kommunikationstechnik. Empfohlen wird die erfolgreiche Teilnahme an dem Modul Hochfrequenzsysteme. Prof. Dr. rer. nat. U. Pfeiffer Nachweise zu ntegrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 45 min. Dauer ntegrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Pflicht ( LP) Angebot im: WS Review of MOS and BJT technologies for high-speed applications, FET small-signal model, important device parameters, transconductance, unity-gain-frequency, bipolar small-signal model, bipolar unity-gain-frequency, high-speed amplifiers and two-port design, RLC-networks, Q-factors, tuned amplifiers, general properties of twoport networks, two-port networks, S Y H G parameters, input/output Admittance of two-ports, series feedback, course work introduction, power gain definitions, stability, k-factor, circuit design project description, simultaneous conjugated match, maximum power gain definitions, Cadence software introduction, impedance matching networks, L-Sections, T-Sections, Pi-Sections, harmonic distortion, project work, inter-modulation distortion, distortion, HD2, HD3, THD, M2, M3, P2, P3, P1dB, BJT example, electronic noise, Johnson-noise, Spot-Noise, available-noise power, Shot-noise, BJT/FET equivalent noise model, SNR, noise-figure, noise-factor, NF, BJT noise sources, optimum source resistance, Fmin, BJT NF, noise correlation, FET noise figure, design of LNA, mixer, image problem/rejection, direct conversion, /Q-modulators. Bemerkungen: Die Lehrveranstaltung findet in englischer Sprache statt. 15

16 FBE0188 Reliability of electronic devices and systems Stellung der Note: /120 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. LP nnerhalb dieser Vorlesung werden Methoden zur Detektion und S/N-Verbesserung im Zeit-, Frequenz- und Modulationsbereich vorgestellt und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit diskutiert. Dr.-ng. Ralf Heiderhoff Nachweise zu Reliability of electronic devices and systems Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 45 min. Dauer Reliability of electronic devices and systems Pflicht ( LP) Angebot im: WS Vorlesung 1. ntroduction 1.1 Detection of signals within different measurement domains (Time Domain, Frequency Domain, Modulation Domain) 1.2 Noise sources, noise figures (1/f, Schot noise, thermal noise) and S/N 1.3 Description and determination of life times and failure distributions of electronic devices (Weibull statistic) 2. Measurement and signal recovery of electrical signals 2.1 Sampling-Techniques / Mixing Techniques 2.2 S/N improvement: Lock-n-Amplifier Dualphase, Heterodyn (VCO)), 2.3 Time resolved measurements of fast signals in time domain: Averaging (Boxcar-ntegrator, sampling heads), (Single event multichannel Oscilloscope) 2.4 Measurements in Frequency Domain (Spectrum Analyser, Network Analyser) S-Parameter 3 Reliability investigations by use of optical radiation 3.1 Photon Emission Microscopy (Photo Detectors (PMT (Photo-cathodes, QE, Dark-current), CCD) 3.2 Generation of short laser-pulse and its characterization (correlation technique (Streak-Camera, Optical Auto- Correlation)) 3.3 Optical Testing (Electro-Optic Sampling (Kerr-effect), Optical Beam nduced Resistance Change (OBRCH), Thermally nduced Voltage Alteration (TVA) Picosecond maging Circuit Analysis (PCA) 1

17 FBE0187 Elektromobilität Stellung der Note: /120 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. LP Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse der Fahrzeugtopologien und der Antriebssysteme von Elektro- und Hybridfahrzeugen. Sie verstehen das systematische Zusammenwirken der einzelnen Komponenten und können Betriebspunkte einzelner Antriebskomponenten rechnerisch bestimmen. Des Weiteren verstehen die Studierenden die Grundlagen elektrochemischer Reaktionen sowie den Aufbau moderner Batterie- und Brennstoffzellensysteme. Sie besitzen grundlegende Kenntnisse unterschiedlicher Netzanbindungssysteme. Die Studierenden sind in der Lage unterschiedliche Fahrzeugkonzepte für verschiedene Einsatzgebiete zu bewerten. Grundlagen bereits eingesetzter und potentieller Geschäftsmodelle für Elektrokraftfahrzeuge sind ihnen ebenfalls bekannt. Erwartet werden gute Kenntnisse in den Grundlagen der Elektrotechnik, und. Prof. Dr.-ng. Benedikt Schmülling Nachweise zu Elektromobilität Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) 120 min. Dauer Elektromobilität Pflicht ( LP) Angebot im: SS 17

18 Elektromobilität (Fortsetzung) Rahmenbedingungen/Definitionen der Elektromobilität Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte Antriebskonzepte und Antriebstechnologien - Elektrofahrzeuge - Hybridfahrzeuge - Antriebsstrang - elektrische Maschinen - Leistungselektronik für Antriebsumrichter elektrochemische Energiespeicherung und elektrochemische Energiewandlung Bordkomponenten Ladekonzepte und Ladeinfrastrukturen - konduktive Ladesysteme - induktive Ladesysteme - Strategien zur Netzanbindung Normen und Anwendungsregeln Geschäftsmodelle für die Elektromobilität 18

19 FBE0155 Leistungselektronik Stellung der Note: /120 Das Modul wird semesterweise angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. LP Die Studierenden haben nach Abschluss des Moduls ein umfangreiches Wissen über den Aufbau und das Schaltverhalten von Leistungshalbleitern. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf dem funktionalen Verständniss und dem praktischen Einsatz in leistungselektronischen Schaltungen. Ferner besitzen die Studierenden ein umfangreiches Grundlagenwissen, was die wesentlichen Einsatzgebiete der Leistungselektronik, wie Gleichrichten, Wechselrichten, Umrichten und die zugehörige Ansteuerung und Regelung, umfasst. Die Studierenden sind somit in der Lage grundlegende leistungselektronische Schaltungen zu entwickeln und zu dimensionieren. Erwartet werden Kenntnisse aus den Modulen elektronische Bauelemente, Grundlagen der Elektrotechnik, und. Univ.-Prof. Dr.-ng. Stefan Soter Nachweise zu Leistungselektronik Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 45 min. Dauer Leistungselektronik Pflicht ( LP) Vorlesung Angebot im: SS Bauelemente der Leistungselektronik und deren Aufbau und Funktion Ansteuerung von Leistungshalbleitern Stromübergang zwischen Ventilen Grundschaltungen der Leistungselektronik Regel und Steuerverfahren Schaltnetzteile Einsatzgebiet: Photovoltaik und Windkraft 19

20 FBE019 Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Stellung der Note: /120 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. LP Die Studierenden besitzen einen umfassenden Überblick über verschiedene Topologien zur Versorgung elektronischer Schaltungen und Systeme. Sie haben ein tiefgehendes Verständnis über den Aufbau und die Funktionsweise linearer und getakteter Stromversorgungen und sind in der Lage, für verschiedene Einsatzwecke die richtige Topologie auszuwählen und auszulegen. Kenntnisse aus den Modulen zur Mathematik, Grundlagen der Elektrotechnik,, Mess- und Schaltungstechnik sowie der Regelungstechnik werden erwartet. Univ.-Prof. Dr.-ng. S. Butzmann Nachweise zu Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 30 min. Dauer Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Pflicht ( LP) Angebot im: WS Lineare Spannungsregler, Spannungsversorgungen mit geschalteten Kapazitäten, Topologien induktiver Schaltwandler, Magnetkreisauslegung, Stabilitätsberechnung von Schaltwandlern, leistungselektronische Bauelemente. 20

21 Materials and Processes FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Stellung der Note: /120 Das Modul wird semesterweise angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. LP Die Vorlesung ist den Messtechniken gewidmet, die als state-of-the-art der Fehleranalyse betrachtet werden können. Es werden Kriterien sowohl für die Auswahl geeigneter Messsonden als auch deren Wechselwirkungsprodukte diskutiert. Prof. Dr. rer. nat. T. Riedl / Dr.-ng. Ralf Heiderhoff Nachweise zu Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 45 min. Dauer Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Pflicht ( LP) Angebot im: SS Vorlesung 1 Grundlagen 1.1 Allgemeine Prinzipien rastermikroskopischer Techniken 2 Rasterelektronenmikroskopie 2.1 Herstellung fokussierter Elektronenstahlen: Austrittsarbeit, Arbeitsmode, magnetische Linsen, Elektronenstrahlparameter 2.2 Wechselwirkung von Elektronen mit Festkörpern: Elastische und inelastische Streuung, Energiedissipation, Eindringtiefe, Sekundär- und Rückstreuelektronen, Enviromental Modus, Material und Spannungskontrast, Bragg-Reflektion 2.3 TEM (STEM): Hell- und Dunkeldfeldabbildung, Elektronenenerieverlustspektroskopie 2.4 Elektronenstrahltechniken: Kathodolumineszenz, Elektronenstrahl-induzierte Ströme, Augerspektroskopie, Röntgenstrahlspektroskopie 2.5 Modulationstechniken 3 Rastersondenmikroskopie 3.1 Allgemeine Funktionsweise 3.2 Rastertunnelmikroskopie 3.3 Rasterkraftmikroskopie 3.4 Optische Rasternahfeldmikroskopie 3.5 Komplementäre Rastersondenmikroskoptechniken 21

22 FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Stellung der Note: /120 Das Modul wird jährlich angeboten. Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. LP Verständnis fachübergreifender Aspekte der Mechanik, Elektrotechnik, Chemie und Mathematik und deren Anwendung für: (1) Sensorik/Aktorik auf Si-Basis und (2) Polymer-Materialien für alternative Fertigungstechnologien und Bauelement-Konzepte Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Prof. Dr.-ng. H.-C. Scheer Nachweise zu Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) 45 min. Dauer Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere Pflicht ( LP) Angebot im: SS Anwendungsfelder, Grundbegriffe und Abgrenzungen Mechanische Grundlagen: Spannungstensor, Deformationstensor, ndex-notation, elastische Materialeigenschaften, Vektordarstellung des Spannungs-Dehnungs- Zusammenhangs Mikromechanik für kristalline Materialien (Si) bei kleiner Deformation: Anisotrope Materialeigenschaften/Materialkonstanten, Richtungskosinus-Transformation, Schalentheorie zur Beschreibung von Membranen/Zungen, piezoresistiver Effekt, Volumen-Mikromechanik: anisotropes Nassätzen, Beispiel Druck-/Beschleunigungssensor, Oberflächen-Mikromechanik: Opferschichttechnik, Beispiel Projektionsdisplays Mikromechanik für Polymere (PS, PMMA, PDMS) bei großer Deformation: sotrope Materialeigenschaften, Dehnverhältnis bei großer Deformation, Temperatur- und Molekulargewichts- Abhängigkeit der elastischen Eigenschaften, Thermoplastische Materialien: Zeit-Temperatur-Äquivalenz, Beispiel Nanoimprint, Elastomere Materialien: Netzwerks-Theorien/-Eigenschaften, Beispiel PDMS-Einsatz 22

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