Modul

ME - Materialien der Elektrotechnik

Bachelor Elektrotechnik 2020


PDF Studiengangsverzeichnis Studienverlaufspläne Bachelor Elektrotechnik

Version: 2 | Letzte Änderung: 02.03.2021 01:32 | Entwurf: 0 | Status: vom Modulverantwortlichen freigegeben | Verantwortlich: Poggemann

Anerkannte Lehrveran­staltungen ME_Poggemann
Fachsemester 4
Modul ist Bestandteil der StudienschwerpunkteET - Elektrische Energietechnik
EM - Elektromobilität
EP - Elektrotechnisches Produktdesign
PHO - Photonik
Dauer 1 Semester
ECTS 5
Zeugnistext (de) Materialien der Elektrotechnik
Zeugnistext (en) Electrical Engineering Materials
Unterrichtssprache deutsch oder englisch
abschließende Modulprüfung Ja
Inhaltliche Voraussetzungen
MA2 -
Mathematik 2
Infinitesimalrechnung
GE2 -
Grundlagen der Elektrotechnik 2
Komplexe Rechnung in der Elektrotechnik
EL -
Elektronik
Bauelemente
PH2 -
Physik 2
Schwingungen und Wellen
Optik
Handlungsfelder
Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen.
Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse.
Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb.
Modulprüfung
Benotet Ja
Frequenz Jedes Semester
Prüfungskonzept

mündliche Prüfung, bei großer Teilnehmerzahl schriftliche Klausur
Fachgespräch, Studierende sollen Punkte aus den Vorlesungsthemen erklären und diskutieren. Es sollen Anhand vorgegebener Randbedingungen Materialien für eine Anwendung ausgewählt werden und Effekte in elektronischen Schaltungen/Bauelementen anhand von Materialeigenschaften erklärt werden.

Learning Outcomes
LO1 - Was:
- kennen den grundlegenden Aufbau von Atomen und das Periodensystem der Elemente
- können chemische Bindungen erklären und aufgrund der Bindungsart auf Eigenschaften der Materialien schließen-
- kennen das Bändermodell und können Leiter, Halbleiter und Isolatoren anhand der Bänder unterscheiden, den photoelektrischen Effekt in Halbleitern erklären und die notwendige Photonenenergie berechnen
- Leitungseigenschaften und Abhängigkeit von Anzahl und Beweglichkeit von Ladungsträgern erklären
- dielektrische Polarisation und Polarisationsmechanismen erklären sowie den Zusammenhang zwischen Frequenzabhängigkeit der Dielektriztätszahl und optischen Eigenschaften von Materialien analysieren
- kennen den Herstellungs- und Entwicklungsprozess von Halbleiterbauelementen und können Fehler im Material elektrischen Auswirkungen zuordnen
- können magnetische Werkstoffeigenschaften anhand der magnetischen Suszeptibilität einordnen
- können sich selbstständig in ein vorgegebenes Thema einarbeiten, präsentieren und diskutieren
Womit:
- Vermittlung durch den Dozenten in der Vorlesung
- Übungen und Selbstlernaufgaben
- Einarbeitung und Präsentation im Seminar
Wozu:
- geeignete Materialen für spezifische Anwendungen in Anlagen und Geräten auswählen
- prüfen und messen von Materialeigenschaften zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung elektronischer Bauelemente oder Geräte
- Präsentation selbst erarbeiteter Themen, Literaturrecherche
Kompetenzen

diese Kompetenz wird vermittelt
Finden sinnvoller Systemgrenzen
Naturwissenschaftliche Phänomene in Realweltproblemen erkennen und erklären
MINT-Grundwissen benennen und anwenden
MINT Modelle nutzen
Erkennen, Verstehen und analysieren technischer Zusammenhänge
Abstrahieren

Inhaltliche Voraussetzungen
MA2 -
Mathematik 2
Infinitesimalrechnung
GE2 -
Grundlagen der Elektrotechnik 2
Komplexe Rechnung in der Elektrotechnik
EL -
Elektronik
Bauelemente
PH2 -
Physik 2
Schwingungen und Wellen
Optik
Handlungsfelder
Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen.
Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse.
Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb.
Learning Outcomes
LO1 - Was:
- kennen den grundlegenden Aufbau von Atomen und das Periodensystem der Elemente
- können chemische Bindungen erklären und aufgrund der Bindungsart auf Eigenschaften der Materialien schließen-
- kennen das Bändermodell und können Leiter, Halbleiter und Isolatoren anhand der Bänder unterscheiden, den photoelektrischen Effekt in Halbleitern erklären und die notwendige Photonenenergie berechnen
- Leitungseigenschaften und Abhängigkeit von Anzahl und Beweglichkeit von Ladungsträgern erklären
- dielektrische Polarisation und Polarisationsmechanismen erklären sowie den Zusammenhang zwischen Frequenzabhängigkeit der Dielektriztätszahl und optischen Eigenschaften von Materialien analysieren
- kennen den Herstellungs- und Entwicklungsprozess von Halbleiterbauelementen und können Fehler im Material elektrischen Auswirkungen zuordnen
- können magnetische Werkstoffeigenschaften anhand der magnetischen Suszeptibilität einordnen
- können sich selbstständig in ein vorgegebenes Thema einarbeiten, präsentieren und diskutieren
Womit:
- Vermittlung durch den Dozenten in der Vorlesung
- Übungen und Selbstlernaufgaben
- Einarbeitung und Präsentation im Seminar
Wozu:
- geeignete Materialen für spezifische Anwendungen in Anlagen und Geräten auswählen
- prüfen und messen von Materialeigenschaften zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung elektronischer Bauelemente oder Geräte
- Präsentation selbst erarbeiteter Themen, Literaturrecherche
Kompetenzen
Kompetenz Ausprägung
Finden sinnvoller Systemgrenzen diese Kompetenz wird vermittelt
Naturwissenschaftliche Phänomene in Realweltproblemen erkennen und erklären diese Kompetenz wird vermittelt
MINT-Grundwissen benennen und anwenden diese Kompetenz wird vermittelt
MINT Modelle nutzen diese Kompetenz wird vermittelt
Erkennen, Verstehen und analysieren technischer Zusammenhänge diese Kompetenz wird vermittelt
Abstrahieren diese Kompetenz wird vermittelt

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Grundlegender Aufbau der Atome und Periodensystem der Elemente
Chemische Bindungen von Materialien der Elektrotechnik
Für die Elektrotechnik relevante Eigenschaften von Materialien, z.B. für die Verwendung in der Sensorik
Halbleiterphysik
Entwicklungs- und Herstellungsprozes von Halbleiterbauelementen
Dielektrische Polarisation
Optische und magnetische Eigenschaften von Materialien
Mathematische Beschreibung der Materialeigenschaften

Separate Prüfung

keine

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Vertiefte Darstellung von Teilbereichen der Vorlesung nach Studienschwerpunkten der Studierenden
Unterstützung der Beschreibung von elektrischen Materialeigenschaften durch Simulation, z.B. TCAD-Simulationen zu Halbleiterbauelementen
Vorstellung aktueller Forschung zu Materialien der Elektrotechnik

Separate Prüfung
Benotet Nein
Frequenz Einmal im Jahr
Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung Ja
Prüfungskonzept

Präsentation und inhaltliche Diskussion eines vorher festgelegten Themas mit Literaturrechereche und/oder Simulationen. Der Vortrag soll auf die fachlichen Vorkenntnisse der Studierenden in der Lehrveranstaltung angepasst sein, das Thema soll dem Studienschwerpunkt entsprechen.


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