Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

Nummer	Titel	Typ	ECTS	Umfang	Dozierende
Elektrotechnik und Informationstechnologie Bachelor
2. Semester
Fächer der Basisprüfung
Basisprüfungsblock A Die Fächer des Blocks 1 werden im Herbstsemester angeboten.
Basisprüfungsblock B
401-0232-10L	Analysis 2	O	8 KP	4V + 2U	T. Rivière
Kurzbeschreibung	Einführung in die mehrdimensionale Differential- und Integralrechung.
Lernziel	Einführung in die Grundlagen der Analysis
Inhalt	Differenzierbare Abbildungen, Maxima und Minima, der Satz ueber implizite Funktionen, mehrfache Integrale, Integration ueber Untermannigfaltigkeiten, die Saetze von Gauss und Stokes.
Skript	Christian Blatter: Ingenieur-Analysis (Kapitel 4-6). Konrad Koenigsberger, Analysis II.
252-0848-00L	Informatik I	O	4 KP	2V + 2U	M. Schwerhoff, R. Sasse
Kurzbeschreibung	Die Vorlesung bietet eine Einführung in das Programmieren mit einem Fokus auf systematischem algorithmischem Problemlösen. Lehrsprache ist C++. Es wird keine Programmiererfahrung vorausgesetzt.
Lernziel	Primäres Lernziel der Vorlesung ist die Befähigung zum Programmieren mit C++. Studenten beherrschen nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung die Mechanismen zum Erstellen eines Programms, sie kennen die fundamentalen Kontrollstrukturen, Datenstrukturen und verstehen, wie man ein algorithmisches Problem in ein Programm abbildet. Sie haben eine Vorstellung davon, was "hinter den Kulissen" passiert, wenn ein Programm übersetzt und ausgeführt wird. Sekundäre Lernziele der Vorlesung sind das Computer-basierte, algorithmische Denken, Verständnis der Möglichkeiten und der Grenzen der Programmierung und die Vermittlung der Denkart eines Computerwissenschaftlers.
Inhalt	Wir behandeln fundamentale Datentypen, Ausdrücke und Anweisungen, (Grenzen der) Computerarithmetik, Kontrollanweisungen, Funktionen, Felder, zusammengesetzte Strukturen und Zeiger. Im Teil zur Objektorientierung werden Klassen, Vererbung und Polymorphie behandelt, es werden exemplarisch einfache dynamische Datentypen eingeführt. Die Konzepte der Vorlesung werden jeweils durch Algorithmen und Anwendungen motiviert und illustriert.
Skript	Ein Skript in englischer Sprache wird semesterbegleitend herausgegeben. Das Skript und die Folien werden auf der Vorlesungshomepage zum Herunterladen bereitgestellt.
Literatur	Bjarne Stroustrup: Einführung in die Programmierung mit C++, Pearson Studium, 2010 Stephen Prata: C++ Primer Plus, Sixth Edition, Addison Wesley, 2012 Andrew Koenig and Barbara E. Moo: Accelerated C++, Addison-Wesley, 2000.
401-0302-10L	Komplexe Analysis	O	4 KP	3V + 1U	A. Iozzi
Kurzbeschreibung	Grundlagen der Komplexen Analysis in Theorie und Anwendung, insbesondere globale Eigenschaften analytischer Funktionen. Einführung in die Integraltransformationen und Beschreibung einiger Anwendungen
Lernziel	Erwerb von einigen grundlegenden Werkzeuge der komplexen Analysis.
Inhalt	Beispiele analytischer Funktionen, Cauchyscher Integralsatz, Taylor- und Laurententwicklungen, Singularitäten analytischer Funktionen, Residuenkalkül. Fourierreihen und Fourier-Transformation, Laplace-Transformation.
Literatur	J. Brown, R. Churchill: "Complex Analysis and Applications", McGraw-Hill 1995 T. Needham. Visual complex analysis. Clarendon Press, Oxford. 2004. M. Ablowitz, A. Fokas: "Complex variables: introduction and applications", Cambridge Text in Applied Mathematics, Cambridge University Press 1997 E. Kreyszig: "Advanced Engineering Analysis", Wiley 1999 J. Marsden, M. Hoffman: "Basic complex analysis", W. H. Freeman 1999 P. P. G. Dyke: "An Introduction to Laplace Transforms and Fourier Series", Springer 2004 A. Oppenheim, A. Willsky: "Signals & Systems", Prentice Hall 1997 M. Spiegel: "Laplace Transforms", Schaum's Outlines, Mc Graw Hill
Voraussetzungen / Besonderes	Voraussetzungen: Analysis I und II
227-0002-00L	Netzwerke und Schaltungen II	O	8 KP	4V + 2U	J. Biela
Kurzbeschreibung	Komplexe Wechselstromrechnung, Methoden und Sätze der Netzwerkberechnung; Netzwerke mit nicht sinusförmiger periodischer Erregung, Schaltvorgänge, Fourier- und Laplacetransformation; Übertragungsfunktion, Zweitore; Verstärkergrundschaltungen, Gegentakt- und Differenzverstärker; Operationsverstärker, Operationsverstärker-Grundschaltungen und Anwendungen.
Lernziel	Methoden der komplexen Wechselstromrechnung und der Netzwerkberechnung anwenden können; Übergangs- und Übertragungsverhalten elektrischer Netzwerke im Zeit- und Frequenzbereich verstehen und berechnen können, Grundschaltungen mit Operationsverstärkern verstehen, dimensionieren und berechnen können.
Inhalt	Komplexe Wechselstromrechnung, Methoden und Sätze der Netzwerkberechnung, Maschenstromverfahren, Kontenpotentialverfahren; Netzwerke mit nicht sinusförmiger periodischer Erregung, Fourierzerlegung, Zeit- und Frequenzbereich; Schaltvorgänge in elektrischen Netzwerken, Übergangsverhalten, Fouriertransformation, Laplacetransformation; Übertragungsfunktion von Netzwerken, Zweitore; Verstärkergrundschaltungen, Gegentaktverstärker und Differenzverstärker; Operationsverstärker, Operationsverstärker-Grundschaltungen; Schaltungen mit Operationsverstärkern.
Skript	Skript zur Vorlesung ist im Moodle verfügbar. Daneben beschreibt die angegebene Literatur zum grössten Teil die Vorlesungsinhalte.
Literatur	Elektrotechnik; Manfred Albach; 2. Auflage; 688 Seiten; Pearson Studium 2020; ISBN: 9783868943986 Grundlagen der Elektrotechnik – Netzwerke; 2. Auflage; 384 Sei- ten; Schmidt / Schaller / Martius; Pearson Studium 2014; ISBN: 978-3-8689-4239-2 Microelectronic Circuits; 7. Auflage; 1472 Seiten; Sedra / Smith; Oxford University Press 2015; ISBN: 9780199339143
402-0052-00L	Physik I	O	4 KP	2V + 2U	A. Wallraff
Kurzbeschreibung	Physik I ist eine Einführung in Kontinuumsmechanik, Wellenphänomene, und fundamentale Aspekte der Thermodynamik.
Lernziel	Am Ende dieses Kurses sollen die Studierenden fähig sein, einfache Modelle der Dynamik in verformbaren Materialen zu erstellen und anzuwenden. Darüber hinaus sollen sie sich mit Zustandsgrössen in Gleichgewichtssystemen bei gegebenen realistischen Randbedinungen auskennen und sie miteinander in Relation setzen können.
Inhalt	Die Vorlesung hat die folgende Themen: Wellen - Ein-dimensionale Wellengleichung - Planarwellen, sphärische Wellen - elastische Wellen, Schallgeschwindigkeit - stehende Wellen, Resonanz - Wellenausbreitung: Interferenz und Diffraktion - Dopplereffekt Thermodynamik - Kinetische Gastheorie, perfekte Gase - Energieerhaltung, erster Hauptsatz - zweiter Hauptsatz, thermische Kreisprozesse - Entropie, thermodynamische und statistische Interpretation - Wärmestrahlung und Wärmeübertragung
Skript	Das Skript wird auf Moodle aufgeschaltet.
Literatur	P .A. Tipler und G. Mosca, "Physik: für Wissenschaftler und Ingenieure" (6. Auflage) Kapitel 14-20.
Voraussetzungen / Besonderes	Technische Mechanik, Analysis

Obligatorische Praktika im Basisjahr
Nummer	Titel	Typ	ECTS	Umfang	Dozierende
227-0004-10L	Netzwerke und Schaltungen Praktikum Nur für BSc Elektrotechnik und Informationstechnologie.	O	1 KP	1P	J. W. Kolar
Kurzbeschreibung	Experimentelle Vertiefung des in den Lehrveranstaltungen Netzwerke und Schaltungen I und II vermittelten Wissens am Beispiel induktiver Energieübertragungssysteme (Parameter von Ersatzschaltungen, Übertragungscharakteristiken, Resonanzkompensation, Hochspannungserzeugung) und der Photovoltaik (Charakteristika eines Solarmoduls, Leistungsanpassung mit DC-DC Wandlern, elektromech. Energiewandlung).
Lernziel	In einem modernen Laborumfeld sollen verschiedene Kernthemen der Vorlesungen und Übungen zu Netzwerke und Schaltungen I und II praktisch erfahrbar gemacht und gefestigt werden. Die anschaulichen Versuche aus den Bereichen induktive Energieübertragung und Photovoltaik erlauben weiters das Erlernen einer methodischen experimentellen Vorgangsweise, des Umgangs mit modernen Messgeräten und einer klaren Dokumentation der Ergebnisse.
Inhalt	Das Praktikum Netzwerke und Schaltungen behandelt Kernthemen der Vorlesungen und Übungen zu Netzwerke und Schaltungen I und II. Vorlesungsinhalte werden anschaulich praktisch dargestellt und im Kontext ausgewählter industrieller Anwendungen gezeigt: Induktive Energieübertragung (Themen: Parameter von Ersatzschaltungen, Übertragungscharakteristiken, Resonanzkompensation, Hochspannungserzeugung). Photovoltaik (Themen: Kennlinie und Leistungscharakteristik eines Solarmoduls, Leistungsanpassung mit leistungselektronischen Wandlern, elektromechanische Energiewandlung). Nach der messtechnischen und experimentellen Untersuchung von Komponenten und Teilsystemen wird stets auch die Gesamtfunktion behandelt und analysiert, um das Abstraktionsvermögen zu fördern und neben der Analyse auch die Synthese zu thematisieren. Weitere wichtige Ziele sind das Kennenlernen moderner Messgeräte und deren Bedienung sowie die Vermittlung der Bedeutung einer methodisch Planung und Durchführung experimenteller Untersuchungen und einer klaren abschliessenden Dokumentation.
Skript	Versuchsanleitung
Literatur	Vorlesungsunterlagen Netzwerke und Schaltungen I und II

4. Semester: Prüfungsblöcke
Prüfungsblock 2
Nummer	Titel	Typ	ECTS	Umfang	Dozierende
227-0013-00L	Technische Informatik	O	4 KP	2V + 1U + 1P	L. Thiele
Kurzbeschreibung	Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse über Strukturen und Modelle digitaler Systeme, Assembler und Compiler, Kontrollpfad und Datenpfad, Pipelining und superskalare Rechnerarchitekturen, Speicherhierarchie und virtueller Speicher, Betriebssystem, Prozesse und Threads.
Lernziel	Kennenlernen des logischen und physikalischen Aufbaus von Datenverarbeitungssystemen für den Einsatz in technischen Systemen. Einblick in die Prinzipien von Hardware-Entwurf, Datenpfad und Steuerung, Assemblerprogrammierung, moderne Rechnerarchitekuren (Pipelining, Spekulationstechniken, superskalare Architekturen, mehr-fädige Architekturen), Speicherhierarchie und virtueller Speicher, Softwarekonzepte.
Inhalt	Strukturen und Modelle digitaler Systeme, Abstraktion und Hierarchie in Datenverarbeitungssystemen, Assembler und Compiler, Kontrollpfad und Datenpfad, Pipelining und superskalare Rechnerarchitekturen, Speicherhierarchie und virtueller Speicher, Betriebssystem, Prozesse und Threads. Theoretische und praktische Übungen, die den Stoff der Vorlesung vertiefen.
Skript	Unterlagen zur Übung, Kopien der Vorlesungsunterlagen.
Literatur	D.A. Patterson, J.L. Hennessy: Computer Organization and Design: The Hardware/ Software Interface. Morgan Kaufmann Publishers, Inc., San Francisco, ISBN-13: 978-0124077263, 2014.
Voraussetzungen / Besonderes	Voraussetzungen: Informatik I und II, Digitaltechnik.
227-0046-10L	Signal- und Systemtheorie II	O	4 KP	2V + 2U	J. Lygeros
Kurzbeschreibung	Zeitkontinuierliche und zeitdiskrete lineare Systemtheorie, Zustandsraummethoden, Frequenzbereichmethoden, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Stabilität.
Lernziel	Einführung in die Grundkonzepte der Systemtheorie
Inhalt	Modellierung und Typenbezeichnung von dynamischen Systemen. Modellierung von linearen, zeitinvarianten Systemen durch Zustandsgleichungen. Lösung von Zustandsgleichungen durch Zeitbereich- und Laplacebereichmethoden. Stabilitäts-, Steuerbarkeits- und Beobachtbarkeitsanalyse. Beschreibung im Frequenzbereich, Bode- und Nyquistdiagramm. Abgetastete und zeitdiskrete Systeme. Weiterführende Themen: Nichtlineare Systeme, Chaos, Diskrete Ereignissysteme, Hybride Systeme.
Skript	Kopie der Folien
Literatur	Empfohlen: K.J. Astrom and R. Murray, "Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers", Princeton University Press 2009 http://www.cds.caltech.edu/~murray/amwiki/

Prüfungsblock 3
Nummer	Titel	Typ	ECTS	Umfang	Dozierende
401-0654-00L	Numerische Methoden	O	4 KP	2V + 1U	R. Käppeli
Kurzbeschreibung	Der Kurs stellt numerische Methoden gegliedert nach der zugrundeliegenden Problemstellung vor. Er wird begleitet von theoretischen und praktischen Übungen.
Lernziel	Die Hörer der Vorlesung sollen grundlegende numerische Methoden, die für Berechnungsverfahren in den Ingenieurwissenschaften wichtig sind, kennen, verstehen, beurteilen, implementieren und anwenden lernen. Der Schwerpunkt der Vorlesung liegt auf der numerischen Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen. Ausserdem sollen sie mit wichtigen Konzepten und Techniken der numerischen Mathematik bekannt gemacht werden. Sie sollen dazu befähigt werden, gezielt geeignete numerische Methoden für ein Problem auszuwählen und unter Umständen an das Problem anzupassen.
Inhalt	Quadratur, Newton-Verfahren, Anfangswertaufgaben gewöhnlicher Differentialgleichungen:explizite Einschrittverfahren, Schrittweitensteuerung, Stabilitätsanalyse und implizite Verfahren, strukturerhaltende Verfahren
Literatur	M. Hanke Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen Rechnens, BG Teubner, Stuttgart, 2002. W. Dahmen, A. Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer, 2008. Ein ausführliches Literaturstudium ist nicht erforderlich, um der Vorlesung zu folgen.
Voraussetzungen / Besonderes	Erwartet werden solide Kenntnisse in Analysis und linearer Algebra.
227-0052-10L	Elektromagnetische Felder und Wellen	O	4 KP	2V + 2U	L. Novotny
Kurzbeschreibung	Gegenstand dieser Vorlesung ist die Erzeugung und Ausbreitung elektromagnetischer Felder. Ausgehend von den Maxwell'schen Gleichungen werden die Wellengleichung und ihre Loesungen hergeleitet. Spezifische Themen sind: Felder im freien Raum, Brechung und Reflexion an Grenzflaechen, Dipolstrahlung und Green'sche Funktionen, Vektor- und Skalarpotentiale, sowie Eichtransformationen.
Lernziel	Verständnis von elektromagnetischen Feldern und Anwendungsgebiete
227-0056-00L	Halbleiterbauelemente	O	4 KP	2V + 2U	C. Bolognesi
Kurzbeschreibung	The course covers the basic principles of semiconductor devices in micro-, opto-, and power electronics. It imparts knowledge both of the basic physics and on the operation principles of pn-junctions, diodes, contacts, bipolar transistors, MOS devices, solar cells, photodetectors, LEDs and laser diodes.
Lernziel	Understanding of the basic principles of semiconductor devices in micro-, opto-, and power electronics.
Inhalt	Brief survey of the history of microelectronics. Basic physics: Crystal structure of solids, properties of silicon and other semiconductors, principles of quantum mechanics, band model, conductivity, dispersion relation, equilibrium statistics, transport equations, generation-recombination (G-R), Quasi-Fermi levels. Physical and electrical properties of the pn-junction. pn-diode: Characteristics, small-signal behaviour, G-R currents, ideality factor, junction breakdown. Contacts: Schottky contact, rectifying barrier, Ohmic contact, Heterojunctions. Bipolar transistor: Operation principles, modes of operation, characteristics, models, simulation. MOS devices: Band diagram, MOSFET operation, CV- and IV characteristics, frequency limitations and non-ideal behaviour. Optoelectronic devices: Optical absorption, solar cells, photodetector, LED, laser diode.
Skript	Lecture slides.
Literatur	The lecture course follows the book Neamen, Semiconductor Physics and Devices, ISBN 978-007-108902-9, Fr. 89.00
Voraussetzungen / Besonderes	Qualifications: Physics I+II
401-0604-00L	Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik	O	4 KP	2V + 1U	B. Acciaio
Kurzbeschreibung	Wahrscheinlichkeitsmodelle und Anwendungen, Einführung in die Estimationstheorie und in die statistischen Tests.
Lernziel	Fähigkeit, die behandelten wahrscheinlichkeitstheoretischen Methoden und Modellen zu verstehen und anzuwenden. Fähigkeit, einfache statistische Tests selbst durchzuführen und die Resultate zu interpretieren
Inhalt	Der Begriff Wahrscheinlichkeitsraum und einige klassische Modelle: Die Axiome von Kolmogorov, einfache Folgerungen, diskrete Modelle, Dichtefunktionen, Produktmodelle, Zusammenhang zwischen den bisher betrachteten Modellen, Verteilungsfunktionen, Transformation von Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Bedingte Wahrscheinlichkeiten: Definition und Beispiele, Berechnung von absoluten aus bedingten Wahrscheinlichkeiten, Bayes'sche Regel, Anwendung auf Nachrichtenquellen, bedingte Verteilungen. Der Erwartungswert einer Zufallsvariablen, Varianz, Kovarianz und Korrelation, lineare Prognosen, das Gesetz der grossen Zahlen, der zentrale Grenzwertsatz. Einführung in die Statistik: Schätzung von Parametern, Tests.
Skript	ja
Literatur	Textbuch: P. Brémaud: 'An Introduction to Probabilistic Modeling', Springer, 1988.

6. Semester: Kernfächer des 3. Jahres Kurswahl kann frei zusammengestellt werden, eine Liste von Empfehlungen findet sich unter www.ee.ethz.ch/bachelor-kernfaecher
Nummer	Titel	Typ	ECTS	Umfang	Dozierende
227-0104-00L	Communication and Detection Theory	W	6 KP	4G	A. Lapidoth
Kurzbeschreibung	This course teaches the foundations of modern digital communications and detection theory. Topics include the geometry of the space of energy-limited signals; the baseband representation of passband signals, spectral efficiency and the Nyquist Criterion; the power and power spectral density of PAM and QAM; hypothesis testing; Gaussian stochastic processes; and detection in white Gaussian noise.
Lernziel	This is an introductory class to the field of wired and wireless communication. It offers a glimpse at classical analog modulation (AM, FM), but mainly focuses on aspects of modern digital communication, including modulation schemes, spectral efficiency, power budget analysis, block and convolu- tional codes, receiver design, and multi- accessing schemes such as TDMA, FDMA and Spread Spectrum.
Inhalt	- Baseband representation of passband signals. - Bandwidth and inner products in baseband and passband. - The geometry of the space of energy-limited signals. - The Sampling Theorem as an orthonormal expansion. - Sampling passband signals. - Pulse Amplitude Modulation (PAM): energy, power, and power spectral density. - Nyquist Pulses. - Quadrature Amplitude Modulation (QAM). - Hypothesis testing. - The Bhattacharyya Bound. - The multivariate Gaussian distribution - Gaussian stochastic processes. - Detection in white Gaussian noise.
Skript	n/a
Literatur	A. Lapidoth, A Foundation in Digital Communication, Cambridge University Press, 2nd edition (2017)
227-0111-00L	Communication Electronics Findet dieses Semester nicht statt.	W	6 KP	2V + 2U	Noch nicht bekannt
Kurzbeschreibung	Electronics for communications systems, with emphasis on realization. Low noise amplifiers, modulators and demodulators, transmit amplifiers and oscillators are discussed in the context of wireless communications. Wireless receiver, transmitter and frequency synthesizer will be described. Importance of and trade offs among sensitivity, linearity and selectivity are discussed extensively.
Lernziel	Foundation course for understanding modern electronic circuits for communication applications. We learn how theoretical communications principles are reduced to practice using transistors, switches, inductors, capacitors and resistors. The harsh environment such communication electronics will be exposed to and the resulting requirements on the sensitivity, linearity and selectivity help explain the design trade offs encountered in every circuit block found in a modern transceiver.
Inhalt	Accounting for more than two trillion dollars per year, communications is one of the most important drivers for advanced economies of our time. Wired networks have been a key enabler to the internet age and the proliferation of search engines, social networks and electronic commerce, whereas wireless communications, cellular networks in particular, have liberated people and increased productivity in developed and developing nations alike. Integrated circuits that make such communications devices light weight and affordable have played a key role in the proliferation of communications. This course introduces our students to the key components that realize the tangible products in electronic form. We begin with an introduction to wireless communications, and describe the harsh environment in which a transceiver has to work reliably. In this context we highlight the importance of sensitivity or low noise, linearity, selectivity, power consumption and cost, that are all vital to a competitive device in such applications. We shall review bipolar and MOS devices from a designer's prospectives, before discussing basic amplifier structures - common emitter/source, common base/gate configurations, their noise performance and linearity, impedance matching, and many other things one needs to know about a low noise amplifier. We will discuss modulation, and the mixer that enables its implementation. Noise and linearity form an inseparable part of the discussion of its design, but we also introduce the concept of quadrature demodulator, image rejection, and the effects of mismatch on performance. When mixers are used as a modulator the signals they receive are usually large and the natural linearity of transistors becomes insufficient. The concept of feedback will be introduced and its function as an improver of linearity studied in detail. Amplifiers in the transmit path are necessary to boost the power level before the signal leaves an integrated circuit to drive an even more powerful amplifier (PA) off chip. Linearized pre-amplifiers will be studied as part of the transmitter. A crucial part of a mobile transceiver terminal is the generation of local oscillator signals at the desired frequencies that are required for modulation and demodulation. Oscillators will be studied, starting from stability criteria of an electronic system, then leading to criteria for controlled instability or oscillation. Oscillator design will be discussed in detail, including that of crystal controlled oscillators which provide accurate time base. An introduction to phase-locked loops will be made, illustrating how it links a variable frequency oscillator to a very stable fixed frequency crystal oscillator, and how phase detector, charge pump and programmable dividers all serve to realize an agile frequency synthesizer that is very stable in each frequency synthesized.
Skript	Script is available online under https://iis-students.ee.ethz.ch/lectures/communication-electronics/
Voraussetzungen / Besonderes	The course Analog Integrated Circuits is recommended as preparation for this course.
227-0112-00L	High-Speed Signal Propagation	W	6 KP	2V + 2U	C. Bolognesi
Kurzbeschreibung	Verständnis der Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung in Mikrowellenkabel, integr. Mikrowellenschaltungen und Leiterplatten. Da Sytemtaktfrequenzen stets in höhere GHz Bereiche vordringen, ist es notwendig die Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung zu verstehen, um Signalintegrität zu gewährleisten. Der Kurs richtet sich an Interessierte an analogen/digitalen Hochgeschwindigkeitssystemen.
Lernziel	Verständnis der Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung in Verbindungsleitern, Mikrowellenkabel und integrierten Übertragungsleitungen wie zum Beispiel in integrierten Mikrowellenschaltungen und/oder Leiterplatten. Da Systemtaktfrequenzen kontinuierlich in höhere GHz Bereiche vordringen, entwickelt sich das dringende Bedürfnis die Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung zu verstehen um nach wie vor eine hohe Signalintegrität zu gewährleisten, insbesondere angesichts Phänomenen wie der Intersymbol-Interferenz (ISI) und des Übersprechens. Konzepte wie Streuparameter (oder S-Parameter) übernehmen eine Schlüsselrolle in der Charakterisierung von Netzwerken über grosse Bandbreiten. Bei hohen Frequenzen werden alle Strukturen effektiv zu "Übertragungsleitungen". Ohne besondere Vorsicht ist es sehr wahrscheinlich, dass eine schlecht entworfene Übertragungsleitung zum Versagen des gesamten entworfenen Systems führt. Filter werden ebenfalls behandelt, da sich herausstellt, dass einige der Probleme von verlustbehafteten Übertragungskanälen (Leitungen, Kabel, etc.) durch adäquates filtern korrigiert werden können. Ein Prozess der "Entzerrung" genannt wird.
Inhalt	Leitungsgleichungen der TEM-Leitung (Telegraphengleichungen). Beschreibung elektrischer Grössen auf der TEM Leitung; Reflexion im Zeit- und Frequenzbereich, Smith-Diagramm. Verhalten schwach bedämpfter Leitungen. Einfluss des Skineffekts auf Dämpfung und Impulsverzerrung. Leitungsersatzschaltungen. Gruppenlaufzeit und Dispersion. Eigenschaften gekoppelter Leitungen. Streuparameter. Butterworth-, Tschebyscheff- und Besselfilter: Einführung zum Filterentwurf mit Filterprototypen (Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre). Einfache aktive Filter.
Skript	Skript: Leitungen und Filter (In deutscher Sprache).
Voraussetzungen / Besonderes	Die Uebungen werden auf Englisch gehalten.
227-0117-10L	Mess- und Versuchstechnik	W	6 KP	4G	C. Franck, H.‑J. Weber
Kurzbeschreibung	Einführung in die Versuchs- und Messtechnik, wie sie Grundlage in allen Bereichen der Ingenieurswissenschaften ist. Die Vorlesung ist stark praxis- und anwendungsorientiert, und beinhaltet mehrere praktische Versuche. Die Inhalte «Mess- und Versuchstechnik» sind für alle Fachgebiete relevant, in dieser Vorlesung werden sie auch mit Beispielen aus der Hochspannungstechnik behandelt.
Lernziel	Am Ende der Vorlesung können die Studierenden: • grundlegende elektrische Versuche durchführen und Messdaten, insbesondere mit dem Oszilloskop, erheben. • ein sinnvolles Messprotokoll führen, ein klares Versuchsprotokoll erstellen und die Messgenauigkeit des Versuchs abschätzen. • grundlegende Ursachen elektromagnetischer Störungen sowie Methoden zur Vermeidung, Reduktion oder Abschirmung beschreiben und anwenden. • verschiedene Methoden zur Erzeugung und Messung von hohen Spannungen erklären und anwenden, sowie dazugehörende Grössen berechnen.
Inhalt	- Messtechnik, Messunsicherheit, Messprotokolle - Erzeugung und Messung hoher Spannungen - Elektromagnetische Verträglichkeit - Laborpraktika
Skript	Vorlesungsunterlagen
Literatur	J. Hoffmann, Taschenbuch der Messtechnik, Carl Hanser Verlag, 7. Auflage, 2015 (ISBN: 978-3446442719) A. Küchler, Hochspannungstechnik, Springer Berlin, 4. Auflage, 2017 (ISBN: 978-3662546994) A. Schwab, Elektromagnetische Verträglichkeit, Springer Verlag, 6. Auflage, 2010 (ISBN: 978-3642166099)
227-0120-00L	Communication Networks	W	6 KP	4G	L. Vanbever
Kurzbeschreibung	At the end of this course, you will understand the fundamental concepts behind communication networks and the Internet. Specifically, you will be able to: - understand how the Internet works; - build and operate Internet-like infrastructures; - identify the right set of metrics to evaluate the performance of a network and propose ways to improve it.
Lernziel	At the end of the course, the students will understand the fundamental concepts of communication networks and Internet-based communications. Specifically, students will be able to: - understand how the Internet works; - build and operate Internet-like network infrastructures; - identify the right set of metrics to evaluate the performance or the adequacy of a network and propose ways to improve it (if any). The course will introduce the relevant mechanisms used in today's networks both from an abstract perspective but also from a practical one by presenting many real-world examples and through multiple hands-on projects. For more information about the lecture, please visit: https://comm-net.ethz.ch
Skript	Lecture notes and material for the course will be available before each course on: https://comm-net.ethz.ch
Literatur	Most of course follows the textbook "Computer Networking: A Top-Down Approach (6th Edition)" by Kurose and Ross.
Voraussetzungen / Besonderes	No prior networking background is needed. The course will include some programming assignments (in Python) for which the material covered in Technische Informatik 1 (227-0013-00L) will be useful.
227-0125-00L	Optics and Photonics	W	6 KP	2V + 2U	J. Leuthold
Kurzbeschreibung	This lecture covers both - the fundamentals of "Optics" such as e.g. "ray optics", "coherence", the "Planck law" or the "Einstein relations" but also the fundamentals of "Photonics" on the generation, processing, transmission and detection of photons.
Lernziel	A sound base for work in the field of optics and photonics will be given.
Inhalt	Chapter 1: Ray Optics Chapter 2: Electromagnetic Optics Chapter 3: Polarization Chapter 4: Coherence and Interference Chapter 5: Fourier Optics and Diffraction Chapter 6: Guided Wave Optics Chapter 7: Optical Fibers Chapter 8: The Laser
Skript	Lecture notes will be handed out.
Voraussetzungen / Besonderes	Fundamentals of Electromagnetic Fields (Maxwell Equations) & Bachelor Lectures on Physics.
227-0156-00L	Power Semiconductors	W	6 KP	4G	U. Grossner
Kurzbeschreibung	Power semiconductor devices are the core of today's energy efficient electronics. In this course, an understanding of the functionality of modern power devices is developed. Typical device concepts for power rectifiers and transistors are discussed. In addition to silicon-based devices, wide bandgap semiconductors such as silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) are considered.
Lernziel	The goal of this course is to develop an understanding of modern power device concepts. After following the course, the student will be able to choose a power device for an application, know the basic functionality, and is able to describe the performance and reliability related building blocks of the device design. Furthermore, the student will have an understanding of current and future developments in power devices.
Inhalt	• Basic semiconductor physics concepts • Device design/conceptual thinking • Device simulation (TCAD) • Device processing • Diodes • BJT and JFET • Thyristor • MOSFET and power MOSFET • IGBT and HEMT • Packaging and Applications
Skript	Script will be made available via Moodle, printouts of the slides will be distributed during the lectures.
Literatur	The course follows a collection of different books; more details are being listed in the script.
Voraussetzungen / Besonderes	Vorlesungen Halbleiterbauelemente, Leistungselektronik
227-0160-00L	Fundamentals of Physical Modeling and Simulations	W	6 KP	2V + 2U + 1P	J. Smajic
Kurzbeschreibung	Mathematical description of different physical phenomena and numerical methods for solving the obtained equations are discussed. The course presents the fundamentals of mathematical modeling including ordinary and partial differential equations along with boundary and initial conditions. Finite Difference Method and Finite Element Method for solving boundary value problems are shown in detail.
Lernziel	After completing this course a student will understand the main idea of representing physical phenomena with mathematical equations, will be able to apply an appropriate numerical method for solving the obtained equations, and will possess the knowledge to qualitatively evaluate the obtained results.
Inhalt	a. Introduction to physical modeling and simulations b. Numerical methods for solving boundary (initial) value problems b.i. Finite difference method (FDM) b.ii. Finite element method (FEM) c. Boundary (initial) value problems of different physical phenomena c.i. Static and dynamic electric current distribution in solid conductors c.ii. Static und dynamic electric charge transport in semiconductors c.iii. Induced eddy currents in low frequency range (with numerous examples from the area of electrical energy technology) c.iv. Wave propagation in the RF-, microwave-, and optical frequency range (with numerous examples relevant for communication technology) c.v. Static and dynamic temperature distribution in solid bodies (with numerous examples relevant for electrical energy technology) c.vi. Static and dynamic mechanical structural analysis (with numerous examples from the area of MEMS technology)

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