Schaltungen und Bausteine der Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. habil. Matthias Hein

Vorkenntnisse in Elektrotechnik 1 und 2, Hochfrequenztechnik 1 und 2, sowie Elektromagnetische Wellen sind wichtig, Vorkenntnisse in Elektronik empfehlenswert

Die Studierenden besitzen
Grundkenntnisse der Festkörperelektronik und Schaltungstechnik und können sie in den Zusammenhang mit den Merkmalen aktiver und passiver
HF-Schaltungselemente stellen. Sie können diese Kenntnisse für
schaltungstechnische Anwendungen verwenden und haben sie vertieft. Sie  sind in der Lage spezifische Leistungsmerkmale
und Nutzungskriterien zu erfassen, können technologische Entwicklungen ermitteln und bewerten.
Praktische Übungen zum Mikrowellen-CAD führen die Erkenntnisse zusammen, so
dass die Studierenden konkrete schaltungstechnische Randbedingungen zu
beurteilen vermögen. Die Studierenden erkennen Zusammenhänge der Mikrowellenelektronik
mit Antennen, Funksystemen und der Nachrichtentechnik einerseits sowie der
Halbleiterelektronik und Nanotechnologie andererseits. Sie vermögen diese
Zusammenhänge anwendungsspezifisch zu bewerten.

Fachkompetenzen: Sie Studierenden kennen Natur- und
ingenieurwissenschaftliche Grundlagen, können sich mit der frühzeitigen Einbindung von
Entwicklungstendenzen auseinandersetzen und neueste Techniken und Methoden erläutern.

Methodenkompetenz: Die Studierenden können sich des Fachwissens und Dokumentation von
Arbeitsergebnissen systematisch erschließen und es nutzen. Sie sind mit computer-gestützte Entwurfs- und Simulationsverfahren vertraut.

Systemkompetenzen: Die Studierenden verstehen die Arbeitsweise von Schaltungen sowie Randbedingungen ihrer Funktion und
die rechnergestützte Simulation. Sie wenden fachübergreifendes, systemorientiertes Denken an.

1. Einführung: Bedeutung und Zielsetzung, Übersicht über Bauelemente und jüngere Entwicklungen

2. Schaltungen der HF- und Mikrowellentechnik: Beschreibung von Zweitoren durch S-Parameter

3. Transistoren: Bipolare Transistoren, Feldeffekt-Transistoren, Transistor-Schaltungen

4. Varaktoren: PN- und MIS-Dioden

5. Varistoren: Schottky-Dioden, PIN-Dioden

6. Mikro-Elektromechanische Systeme (MEMS): Aufbau, Eigenschaften, Anwendungsbereiche

7. Aktive Zweitorbauelemente: Tunneldioden, Lawinen-Laufzeit (IMPATT) Dioden, Elektronentransfer (Gunn) - Elemente

8. Vakuumelektronische Bauelemente (Röhren): Dichtegesteuerte Elektronenröhren, Klystrons, Wanderfeldröhre, Magnetron, Karzinotron, Lauffeldröhren