Das Ziel dieser Veranstaltung ist das Erlernen von netzwerktheoretischen Methoden zur Analyse und Beschreibung analoger Schaltungen.

Zunächst wird das Verhalten und Funktionsprinzip grundlegender, elektronischer Bauelemente erklärt. Danach soll deren Kleinsignalersatzschaltbild hergeleitet werden und der Unterschied zwischen Großsignal- und Kleinsignalverhalten erläutert werden. Mit Hilfe der besprochenen Kleinsignalparameter werden anschließend Dioden- und Transistorgrundschaltungen analysiert und die Übertragungsfunktionen des linearisierten Systems hergeleitet.

Im Anschluss werden verschiedene Implementierungsmöglichkeiten von elektronischen Strom- und Spannungsquellen besprochen, sowie die Funktionsweise und der Entwurf von Differenzverstärkern. Die Studierenden erlernen den Unterschied zwischen idealen und nicht-idealen Operationsverstärkern, sowie den Entwurf analoger Rechen- und Filterschaltungen mit Hilfe des Operationsverstärkers.

Zur Berechnung und Analyse sämtlicher Schaltungen werden grundlegende Methoden der Handberechnung, sowie der Schaltungssimulation vermittelt. Diese bilden die Grundlage für weiterführende Anwendungen im Bereich der analogen Schaltungen.

Inhalt

• Funktionsprinzip von Halbleiterbauelementen (Diode, Bipolar- und Feldeffekttransistor)
• Großsignalmodelle, Arbeitspunktberechnung, Linearisierung im Arbeitspunkt
• Kleinsignalparameter  und Kleinsignalersatzschaltbilder
• Grundschaltungen des Bipolar- und MOS-Transistors
• Erweiterte Grundschaltungen des Bipolar- und MOS-Transistors
• Elektronische Strom- und Spannungsquellen
• Idealer und nichtidealer Operationsverstärker (OPV)
• Analoge Signalverarbeitung mit OPV-Schaltungen

Grundlagen für:

• Abschlussarbeit im Bereich analoger Schaltungen
• Vorlesung: „Integrierte Analogschaltungen“ (Master)
• Vorlesung: „Circuit Design in Nanometer-Scaled CMOS Technologies” (Master)
• Projekt: „Analog CMOS Circuit Design“ (Master)