362.172 Emerging Devices in Power Applications
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020S, VU, 2.0h, 3.0EC, wird geblockt abgehalten
Diese Lehrveranstaltung wird nach dem neuen Modus evaluiert. Mehr erfahren

LVA-Bewertung

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung

Lernergebnisse

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.

Inhalt der Lehrveranstaltung

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.


Methoden

  • 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.
  • 6 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 6.3. zu erscheinen, wird empfohlen sich vorab mit Clemens Ostermaier per Email oder über TISS in Verbindung zu setzen. Der erste Termin am 6.3. enthält neben der Vorbesprechung und Terminkoordination der LVA auch gleich einen einleitenden, ersten Vorlesungsteil!

Prüfungsmodus

Mündlich

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Fr.13:00 - 15:3006.03.2020Seminarraum 362 - 1 Vorbesprechung & erste Einheit: Einführung in Leistungsbauteile und -schaltungen
Mi.16:00 - 17:0025.03.2020 - 24.06.2020 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.16:00 - 17:0026.03.2020 - 25.06.2020 Zoom MeetingLecture/Discussion
Emerging Devices in Power Applications - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Fr.06.03.202013:00 - 15:30Seminarraum 362 - 1 Vorbesprechung & erste Einheit: Einführung in Leistungsbauteile und -schaltungen
Mi.25.03.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.26.03.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.01.04.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.02.04.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.22.04.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.23.04.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.29.04.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.30.04.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.06.05.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.07.05.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.13.05.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.14.05.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.20.05.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.27.05.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.28.05.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.03.06.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Do.04.06.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.10.06.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
Mi.17.06.202016:00 - 17:00 Zoom MeetingLecture/Discussion
LVA wird geblockt abgehalten

Leistungsnachweis

mündliche Prüfung (70% der Note) & Mitarbeit an der Lehrveranstaltung durch Diskussion und Präsentationen der Hausübungen (30% der Note). JedeR Studierende soll zumindest eine Übung/Artikel in der LVA präsentieren/diskutieren.

 

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Do.15:30 - 17:0016.07.2020 Zoom Meeting (siehe TUWEL)mündlich18.06.2020 00:00 - 16.07.2020 00:00in TISSEmerging Devices in Power Applications

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
01.03.2020 00:00 27.03.2020 00:00

Curricula

Literatur

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)

 

Vorkenntnisse

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.

Begleitende Lehrveranstaltungen

Sprache

bei Bedarf in Englisch