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 Studienschwerpunkte | ET - 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
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
- 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
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
Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse.
Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb.
Learning Outcomes
- 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.
Webredaktion der Fakultät IME
© 2022 Technische Hochschule Köln