Wintersemester 23/24
| Vortragende: | Raphael Nägele Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | • Passive und aktive Netzwerkelemente • Transformator • Analyse von linearen und nichtlinearen Netzwerken • Analyse von linearen Schaltungen im Frequenzbereich • Grundzüge der Vierpoltheorie |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Raphael Nägele Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
|---|---|
| Art: | Übung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | • Passive und aktive Netzwerkelemente • Transformator • Analyse von linearen und nichtlinearen Netzwerken • Analyse von linearen Schaltungen im Frequenzbereich • Grundzüge der Vierpoltheorie |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Dr.-Ing. Markus Grözing Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Englisch |
| Inhalt: | The lecture Electronic Circuits shortly repeats and introduces the basic principles of analog and digital electronic circuits. Basic circuit theory repetition - Kirchhoff's laws - basic linear circuit elements (RLC) - phasor method Semiconductor devices introduction: - diode - field effect transistor (MOSFET ) - bipolar junction transistor (BJT) Analog circuits introduction: - basic analog amplifier circuits - load and biasing circuits Digital circuits introduction: - basic logic circuits - basic sequential circuits (registers and memory cells) |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Manuel Wittlinger Manfred Berroth |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Englisch/Deutsch |
| Inhalt: | In der Vorlesung Integrierte Mischsignalschaltungen werden analoge und digitale Schaltungen für höchste Taktfrequenzen behandelt. Der Schwerpunkt liegt auf schnellen Logikschaltungen sowie A/D- und D/A-Umsetzern für integrierte Schaltungen in Si-Bipolar-Technologie. 1 Einleitung 2 Der Bipolartransistor 2.1 Aufbau 2.2 Betriebsarten, Kennlinien und DC-Ersatzschaltbilder 2.2.1 Abschnürbetrieb 2.2.2 Normaler Verstärkerbetrieb 2.2.3 Sättigungsbetrieb 2.2.4 Inverser Verstärkerbetrieb 2.2.5 Kennlinien 2.2.6 Gleichstrom-Ersatzschaltbild und Gleichungen (Transportmodell) 2.2.7 Gummel-Poon-Diagramm 2.3 Effekte zweiter Ordnung 2.3.1 Basisweitenmodulation (Early-Effekt) 2.3.2 Durchbruchverhalten des Bipolartransistors 2.4 Dynamisches Großsignalverhalten des Bipolartransistors 2.4.1 Normalbetrieb 2.4.2 Inversbetrieb 2.4.3 Ladungselemente im dynamischen Ersatzschaltbild 2.5 Zusammenfassung der Transistorgleichungen (Transportmodell) 2.5.1 Transistorgleichungen NPN-Transistor 2.5.2 Transistorgleichungen PNP-Transistor 2.6 Kleinsignalverhalten des Bipolartransistors 2.7 Grundschaltungen des Bipolartransistors 2.7.1 Emitterschaltung 2.7.2 Basisschaltung 2.7.3 Kollektorschaltung, Emitterfolger 2.8 Beispiel: NF-Verstärker in Emitterschaltung 2.9 Beispiel: geregelter Referenzoszillator (Farbträgerfrequenz) 2.10 Gummel-Poon-Modell 3 Digitale Grundschaltungen für höchste Taktfrequenzen 3.1 Gesättigte Bipolar-Logikschaltungen 3.1.1 Widerstands-Transistor-Logik (Resistor-Transistor Logic, RTL) 3.1.2 Dioden-Transistor-Logik (DTL) 3.1.3 Transistor-Transistor-Logik (TTL) 3.2 Ungesättigte Bipolar-Logikschaltungen 3.2.1 Schottky-TTL 3.2.2 Stromschalterlogik (Current Mode Logic, CML) 3.2.3 Emittergekoppelte Logik (Emitter Coupled Logic, ECL) 3.2.4 Versorgungsspannung bei ECL-Schaltungen 4 Komponenten für die digitale Signalverarbeitung 4.1 Folge- und Halteschaltung 4.1.1 Ableitung der Einstellzeit tE anhand eines einfachen Ersatzschaltbilds 4.1.2 Zusammenhang zwischen Abtastfrequenz / Auflösung und der Zeitkonstanten τ0 4.1.3 Zusammenhang zwischen maximaler Signalfrequenz / Auflösung und dem Aperturjitter ΔtA 4.1.4 Auswirkung des Aperturjitters auf das SNR 4.1.5 Schaltungsbeispiele 4.2 Analog-Digital-Umsetzer (ADU) 4.2.1 Parallelumsetzer 4.2.2 Umsetzer nach dem Wägeverfahren 4.2.3 Delta- und Delta-Sigma-Umsetzer 4.3 Digital-Analog-Umsetzer (DAU) 4.4 Zeitverschachtelung 4.5 Stromquellen 4.5.1 Wilson-Stromquelle 4.6 Bandabstandsreferenzschaltung 5 Ausgewählte Schaltungen mit nichtlinearen Eigenschaften 5.1 3R-Regeneration in digitalen Systemen 5.2 Phasengeregelte Oszillatorschaltung (PLL) 5.2.1 Lineare PLL 5.2.2 Digitale Phasenregelschleife 5.3 Multiplexer und Demultiplexer 5.4 Direkte Digitale Synthese (DDS) 5.5 Schutzstrukturen für CMOS-Eingangsanschlüsse 6 Weitere Feldeffekttransistoren 6.1 Verbindungshalbleiterkristalle 6.2 MESFET-Aufbau und Stromgleichungen 6.3 Kleinsignalersatzschaltbild des MESFET 6.4 HFET (Heterostruktur-Feldeffekttransistor) 6.5 Direktgekoppelte FET-Logik (Direct-Coupled FET Logic, DCFL) 6.5.1 DCFL-Inverter 6.5.2 Logikelemente mit DCFL 7 Vergleich zwischen Bipolar- und CMOS-Technologie 7.1 Digitale Schaltungen 7.2 Analoge Schaltungen |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Manuel Wittlinger Manfred Berroth |
|---|---|
| Art: | Übung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Englisch/Deutsch |
| Inhalt: | Die Vortragsübung vertieft die Inhalte der Vorlesung Integrierte Mischsignalschaltungen anhand praxisnaher Beispiele. Die Dimensionierung und Analyse verschiedener Schaltungen wird durchgeführt. Aufgabe 1 Einfacher Inverter mit Bipolartransistor Aufgabe 2 Verstärkerschaltung mit stabilisiertem Arbeitspunkt Aufgabe 3 CML-Grundschaltung Aufgabe 4 Modifizierte ECL-Schaltung Aufgabe 5 ECL-Schaltung Aufgabe 6 Folge-Halte-Glied mit geschaltetem Emitterfolger Aufgabe 7 Analog-Digital-Umsetzer mit Bipolar-Differenzverstärker Aufgabe 8 SAR Umsetzer Aufgabe 9 Digital-Analog-Umsetzerschaltung Aufgabe 10 Konstantstromquelle und Digital-Analog-Umsetzer Aufgabe 11 Bandabstandsreferenzschaltung Aufgabe 12 Wilson-Stromquellenschaltung Aufgabe 13 Phasenregelschleife mit Phasendetektor |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Dr.-Ing. Markus Grözing Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | In der Vorlesung Verstärkertechnik I werden aktive analoge Schaltungen für Basisbandsignale behandelt. Der Schwerpunkt liegt auf integrierten Schaltungen in Si-Bipolar- und CMOS-Technologie. Nach der Einführung in die analogen Verstärker-Grundschaltungen und Basiskomponenten wie Stromquellen und Lastschaltungen werden der Aufbau und die Dimensionierung von Operationsverstärkern behandelt. Der innere Aufbau von OPs wird detailliert erläutert und analysiert und es wird auf Eigenschaften wie Frequenzgang, Stabilität, Rauschen und Großsignalverhalten eingegangen. Zum Abschluss werden Anwendungen der Operationsverstärker in der Nachrichtentechnik aufgezeigt, u.a. aktive Filter in Sendern und Empfängern für die Mobilkommunikation, OP-basierte Stufen sehr schneller Analog-Digital-Umsetzer und Schaltungen für die Auswertung von Sensorsignalen. 1. Aktive Bauelemente 1.1. MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) Schaltzeichen, Geometrischer Aufbau, Funktionsweise, Stromgleichungen, Kennlinien, HF-Kleinsignalersatzschaltbild 1.2. Si-Bipolartransistor (BJT) Schaltzeichen, Geometrischer Aufbau, Funktionsweise, Stromgleichungen, Kennlinien, HF-Kleinsignalersatzschaltbild 2. Analoge Verstärkergrundschaltungen 2.1. Grundschaltungen des MOSFET Source-, Gate- und Drainschaltung, Kaskodenschaltung 2.2. Grundschaltungen des BJT Emitter-, Basis- und Kollektorschaltung 2.3. HF-Kleinsignalanalyse am Beispiel der Sourceschaltung Übertragungsfunktion, Amplituden- und Phasengang, Eingangsimpedanz und Miller-Effekt 3. Weitere analoge Basiskomponenten 3.1. Lastschaltungen Ohmscher Widerstand; MOSFET als Stromquelle, Diode und aktive Last 3.2. Stromspiegel- und Quellen Stromspiegel mit MOSFETs und BJTs, Source-bzw. Emitter-Degeneration, Kaskodenstromspiegel und Low-Drop-Kaskodenstromspiegel 3.3. Differenzverstärker Differenzielle Paare mit MOSFETs und BJTs, Bisektionstheoreme, Gleich- und Gegentakt-Verstärkung, Stromspiegel-Lastschaltung, Lastschaltung mit kreuzgekoppelten MOSFETs, Gleichtaktregelung für hochohmige Lasten 4. Operationsverstärker 4.1. Innerer Aufbau eines zweistufigen OP 4.2. Stabilitätsanalyse und Kompensation eines zweistufigen OP Stabilitätskriterium für rückgekoppelte Verstärker, Kleinsignalersatzschaltbild des OP, Frequenzgang, Pol- und Nullstellenanalyse, Bode-Diagramm, Phasenrand, Miller-Kompensation: Trennung der Polstellen, Verstärkungs-Bandbreite-Produkt, Großsignalverhalten / Slew-Rate, Äquivalente eingangsbezogene Rauschspannung 4.3. Äußere Beschaltung (RC-Technik) Invertierender und Nichtinvertierender Verstärker, Integrator, Differenzierer, Tiefpass-, Bandpass- und Hochpassfilter 5. OP-Anwendungsbeispiele 5.1. Aktive Filter (z.B. für die Mobilkommunikation) Zeitkontinuierliche Filter: Gm-C-Technik, Zeitdiskrete Filter: SC-Technik 5.2. A/D-Umsetzer Delta-Sigma-Umsetzer, Pipeline-Umsetzer 5.3. Sensorauswertung |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Englisch/Deutsch |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
|---|---|
| Art: | Übung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Englisch/Deutsch |
| Link: | C@MPUS |
Die Kontaktdaten zu den Vortragenden finden Sie auf unserer Teamseite.
Hinweise für Schaltungstechnik
- Für die Teilnahme am Seminar für Schaltungstechnik ist eine gesonderte Anmeldung erforderlich! Wenn Sie sich in einem vorherigen Semester bereits angemeldet haben, müssen Sie sich nicht erneut anmelden. Der Aufruf der Anmeldeseite ist nur aus dem Netz der Uni Stuttgart möglich. Weitere Informationen erhalten Sie beim ersten Termin.
- Zulassungsbedingungen und Anmerkungen
Sommersemester 23
| Vortragende: | Manfred Berroth Dr.-Ing. Thomas Veigel |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | Die Vorlesung Grundlagen integrierter Schaltungen vermittelt die Grundkenntnisse zu digitalen integrierten Schaltungen basierend auf CMOS-Technologie. 1 Einführung in die digitale Schaltungstechnik 1.1 Begriffsdefinitionen 1.2 Gliederung mit Beispiel Entzerrer 2 Bauelemente der Digitaltechnik und ihre Eigenschaften 2.1 Modellierung von Bauelementen 2.2 Diode 2.2.1 Aufbau und Bänderschema 2.2.2 Statisches Verhalten (Diodengleichung, Kennlinie Kleinsignalverhalten, Reihenschaltung Diode - Widerstand) 2.2.3 Dynamisches Verhalten (Sperrschicht- und, Diffusionskapazität, Dynamisches Groß- und Kleinsignalersatzschaltbild) 2.2.3.5 Schaltverhalten 2.2.4 SPICE-Modellparameter 2.3 MOSFET 2.3.1 MOSFET-Typen und Schaltzeichen 2.3.2 Aufbau 2.3.3 Zustände der MOS-Struktur (Thermodynamisches Gleichgewicht, Flachbandfall, Akkumulation von Löchern, Verarmung, Inversion) 2.3.4 Schwellenspannung für starke Inversion (Ladung in der Raumladungszone und in der Inversionsschicht, Einfluss der Bulk-Source-Spannung) 2.3.5 Kennlinien und Stromgleichungen des MOSFET (Ableitung der Stromgleichungen, Kennlinien, Kanallängenmodulation, Zusammenfassung Stromgleichungen MOSFET, Effekte zweiter Ordnung) 2.3.6 Dynamisches Großsignal-Ersatzschaltbild des MOSFET 2.3.7 Kleinsignalersatzschaltbild 2.3.8 Regeln für die Strukturverkleinerung 2.3.9 Beispiel: NMOS-Inverter mit resistiver Last 3 Digitale Grundschaltungen 3.1 Einführung und Übersicht 3.1.1 Störungen und Störabstände 3.1.2 Komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-Logik (CMOS) 3.2 CMOS Inverteraufbau 3.2.1 Gleichstromverhalten 3.2.2 Berechnung des statischen Störabstandes von CMOS-Invertern 3.2.3 Dynamischer Störabstand 3.3 Schaltverhalten des CMOS-Inverters 3.3.1 Kleinsignalverhalten des CMOS-Inverters 3.3.2 Großsignalverhalten des CMOS-Inverters (Herleitung der Verzögerungszeit, Berechnung der Lastkapazität) 3.4 Treiberschaltungen 3.4.1 Tristate-Treiber 3.5 Verlustleistung und Verlustleistungs-Verzögerungs-Produkt 3.6 Transfertransistor-/Transfergatter-Logik 3.7 Dynamische Grundschaltungen 3.7.1 Spannungsüberhöhungsschaltung 3.7.2 Verriegelungsschaltung (Clocked CMOS, C2MOS) 3.8 Differenzielle Grundschaltung 4 Integrierte CMOS-Logikschaltungen 4.1 NOR-Gatter 4.1.1 Optimierung durch Zusammenlegung von Netzknoten 4.2 NAND-Gatter 4.3 Beliebige Logikkombinationen 4.3.1 Beispiele zu beliebigen Logikkombinationen 4.4 Transfertransistor- und Transfergatter-Logik 4.5 Dynamische CMOS-Logik (Domino-Logik) 4.6 Pseudo-NMOS-Logik 5 Kipp- und Speicherschaltungen 5.1 Bistabile Kippschaltung 5.1.1 Kippvorgang bei einer CMOS-Flipflop-Schaltung 5.2 Grundschaltungen von Flipflops 5.2.1 Zustandsgesteuertes RS-Flipflop 5.2.2 Taktgesteuertes RS-Flipflop 5.2.3 Getaktetes D-Flipflop 5.2.4 JK-Flipflop 5.2.5 Dynamische Flipflops 5.3 Master-Slave-Prinzip 5.4 SRAM-Zelle 5.4.1 Dekodierschaltungen (Decoder) 5.5 DRAM-Zelle 5.6 Lesespeicher (ROM) 5.7 Monostabile Kippschaltungen 5.8 Astabile Kippstufe 5.9 Übersicht der Kippschaltungsarten 6 Arithmetische Module 6.1 Addierer 6.1.1 Der Volladdierer 6.1.2 Ripple-Carry-Addierer 6.1.3 Carry-Skip-Addierer 6.1.4 Carry-Select-Addierer 6.1.5 Carry-Lookahead-Addierer 6.1.6 Beispiele für Schaltungstechniken in CMOS 6.2 Multiplizierer |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Manfred Berroth Dr.-Ing. Thomas Veigel |
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| Art: | Übung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | In den Übungsaufgaben werden die Vorlesungsinhalte anhand konkreter anwendungsbezogener Beispiele und ausgewählter alter Prüfungsaufgaben vertieft. Folgende Themen sind Gegenstand der Übungen: - Widerstands-Inverter mit n-Kanal MOSFET - Dynamisches Verhalten des Widerstand-Inverters - Kippschaltung mit Widerstandslastinvertern - Statischer CMOS-Inverter - Statisches Verhalten - CMOS-Kippschaltung - Taktverteilung mit CMOS-Invertern - Multiplexer für die serielle Datenübertragung - Statische CMOS Logikschaltungen - Dynamische CMOS-Logik - Dynamische Speicherzelle - Schmitt-Triggerschaltung - Astabiler CMOS-Multivibrator |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Rouven Klenk Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
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| Art: | Übung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | Netzwerkanalyse bei aperiodischer Anregung Differentialgleichungen Einschwingvorgänge Fourier-Transformation Laplace-Transformation |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Rademacher |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | Netzwerkanalyse bei aperiodischer Anregung Differentialgleichungen Einschwingvorgänge Fourier-Transformation Laplace-Transformation |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Manfred Berroth |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Englisch |
| Inhalt: | TABLE OF CONTENTS 1. INTRODUCTION 1.1 Glossary of terms 2. VLSI DESIGN STYLES AND COST ESTIMATION 2.1 Design styles 2.2 Cost estimation 3. TECHNOLOGIES FOR INTEGRATED CIRCUITS 3.1 Important manufacturing processes .....3.1.1 Epitaxy .....3.1.2 Photolithography and mask fabrication .....3.1.3 Deposition of material .....3.1.4 Etching process .....3.1.5 Diffusion and implantation 3.2 N-well CMOS process 3.3 High-k metal gate 3.4 Design rules .....3.4.1 Geometrical design rules .....3.4.2 Electrical design rules 3.5 Parasitic elements .....3.5.1 Parasitic resistance .....3.5.2 Parasitic capacitance .....3.5.3 Parasitic inductance .....3.5.4 Parasitic conductance 3.6 Transmission lines .....3.6.1 RC model .....3.6.2 RLGC model .....3.6.3 Transmission line designs .........3.6.3.1 Microstrip .........3.6.3.2 Coplanar 4. DESIGN TOOLS 4.1 Mask design .....4.1.1 Floorplanning .....4.1.2 Placement .....4.1.3 Routing 4.2 Mask layout verification .....4.2.1 Design rule check (DRC) .....4.2.2 Layout parasitic extraction (LPE) .....4.2.3 Electrical rule checker (ERC) .....4.2.4 Layout versus schematic (LVS) .....4.2.5 Automatic mask design generation 4.3 Circuit simulator: SPICE, Spectre, ADS 4.4 Timing simulation 4.5 Logic simulation 5. TESTING OF INTEGRATED CIRCUITS 5.1 Types of faults 5.2 Test vector generation .....5.2.1 Comprehensive test .....5.2.2 Five-valued logic .....5.2.3 D-algorithm .....5.2.4 Signal controllability and observability 5.3 Methods for increasing testability .....5.3.1 Ad-hoc testing .....5.3.2 Structured design for testing with scan paths .....5.3.3 Built-in-self-test (BIST) 6. CLOCK DISTRIBUTION AND ASYNCHRONOUS NETWORKS 6.1 Synchronous clock systems 6.2 Asynchronous circuits 6.3 Synchronization 7. HIGHEST PERFORMANCE CIRCUITS AND SYSTEMS 7.1 Alternative binary logic family 7.2 Comparison of dissipation loss of DCFL and CMOS logic circuits 7.3 Multilevel circuits 7.4 Efficiency comparison of circuit architectures .....7.4.1 Efficiency of a simple arithmetic logic unit .....7.4.2 Parallel partial arithmetic logic units .....7.4.3 Parallel arithmetic logic units .....7.4.4 Serial partial arithmetic logic units .....7.4.5 Pipeline arithmetic logic units 8. DESIGN FOR MANUFACTURABILITY (STATISTICAL DESIGN) 8.1 Basic concepts and definitions 8.2 Layout rules for mismatch reduction .....8.2.1 Identical structures .....8.2.2 Identical temperatures .....8.2.3 Same size and orientation .....8.2.4 Minimum distance between identical devices .....8.2.5 Common centroid layout .....8.2.6 Same environment by using dummy devices .....8.2.7 Avoidance of minimum device structures |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Sefa Özbek Manfred Berroth |
|---|---|
| Art: | Übung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Englisch |
| Inhalt: | This course provides fundamental and advanced examples for the physical design of integrated CMOS circuits. Carefully selected exercises aim to familiarise students with the theory and practice of application-specific IC design from schematic to layout to full physical verification for chip fabrication. More information about the course topics can be found here: https://campus.uni-stuttgart.de/cusonline/LV.edit?clvnr=223590. |
| Link: | C@MPUS |
| Vortragende: | Dr.-Ing. Markus Grözing |
|---|---|
| Art: | Vorlesung |
| SWS: | 2 |
| Unterrichtssprache: | Deutsch |
| Inhalt: | In der Vorlesung Verstärkertechnik II werden aktive analoge Schaltungen für Hochfrequenzsignale behandelt. Der Schwerpunkt liegt auf linearen und nichtlinearen HF-Schaltungen in Si-Bipolar- und CMOS-Technologie. Nach der Einführung in verschiedene HF-Empfängerkonzepte und Integrationstechnologien wird auf rauscharme Verstärker, Mischer, Oszillatoren und Leistungsverstärker eingegangen. In Zusammenhang mit diesen Schaltungsblöcken wird auf das elektronische Rauschen, die Behandlung und Charakterisierung von nichtlinearen Effekten sowie auf Phasenrauschen und Jitter eingegangen. Zum Abschluss werden aktuelle Verfahren zur Effizienzsteigerung / linearen Verstärkung mit nichtlinearen Komponenten vorgestellt. 1. Einführung Direktempfänger, Heterodynempfänger, Homodynempfänger, Modulationsverfahren, Integrationstechniken Hybride Integration (HMIC) und Monolithische Integration (MMIC) 2. Rauschen Thermisches Rauschen, 1/f-Rauschen, Rauschspannung und -strom, Verfügbare Rauschleistung, Spektrale Dichte des Rauschens, Rauschen in MOSFETs, Rauschen in BJTs 3. Rauscharme HF-Verstärker 3.1. Konjugiert komplexe Anpassung (Leistungsanpassung) 3.2. Signal-zu-Rausch-Verhältnis 3.3. Rauschzahl F: Definition, Friis’sche Formel, Rauschzahl Dämpfungsglied 3.4. Rauscharmer HF-Verstärker am Beispiel eines MOSFET in Sourceschaltung: Konzeptioneller Schaltplan, HF-Kleinsignalersatzschaltbild, Dimensionierung der Resonanzkreise am Ein- und Ausgang für Leistungsanpassung, Eingangs- und Ausgangsbandbreite, Berechnung der Leistungsverstärkung G, Berechnung der Rauschzahl F, Minimale Rauschzahl und Rauschanpassung, Rauschanpassung versus Leistungsanpassung, Simultane Rausch- und Leistungsanpassung 3.5. Schaltungsbeispiele 3.6. Einschübe: Transitfrequenz fT und maximale Oszillationsfrequenz fmax, Auswirkung der Miller-Kapazität CGD auf Gmax und fmax, Leistungsverstärkung G, Betriebsleistungsverstärkung GT, Verfügbare Leistungsverstärkung Gavl, Smith-Diagramm 4. Nichtlinearität und Frequenzumsetzung 4.1. Beschreibung als Nichtlineares oder als zeitvariantes System 4.2. Nichtlineare Effekte: Harmonische Verzerrungen, Intermodulation, Kreuzmodulation, Kompression 4.3. Kenngrößen: Kompressionspunkt, Intercept-Punkt, Nachbarkanalübersprechen (ACLR) 5. Mischer 5.1. Additive Mischer: Passive Mischung an Diodenkennline, Aktive Mischung an Übertragungskennlinie 5.2. Multiplikative Mischer: Spannungsschalter mit MOSFETs (passiv, Halbbrücken- und Vollbrückenschaltung), Stromschalter mit differenziellen Paaren (aktiv, Gilbertzellen-Mischer) 6. Oszillatoren 6.1. Schwingbedingung: Barkhausen-Kriterium, Anschwingbedingung 6.2. Grundschaltungen für Oszillatoren LC-Oszillatoren, Relaxationsoszillatoren, Ringoszillatoren 6.3. Phasenrauschen und Jitter 6.4. Phasenregelschleife (PLL) 7. HF-Leistungsverstärker (klassisch) 7.1. Lastgerade und Anpassung für maximale Ausgangsleistung 7.2. Leistungsverstärker-Klassen A,B, C, D und Schaltungsbeispiele 7.3. Drain/Kollektor-Wirkungsgrad und Power-Added-Efficiency (PAE) 8. LV-Effizienzsteigerung und Lineare Verstärkung mit nichtlinearen Komponenten 8.1. Klassische Effizienzsteigerung Doherty-Verstärker, Chireix-Verstärker (Analoges Outphasing / LINC) 8.2. Effizienzsteigerung durch Trennung von Einhüllender und Phase Versorgungsspannungsmodulation, Polarmodulation 8.3. Klasse S Zeitdiskrete Delta-Sigma-Modulation, Digitales Outphasing bzw. HF-Pulsweitenmodulation |
| Link: | C@MPUS |