Elektronik-Aufgaben: Bauelemente -- Analoge Schaltungen -- Digitale Schaltungen

ISBN-13: 9783322865069 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 256 str.

Harry Brauer; Constans Lehmann

Opis

Nahezu alle Bereiche der Technik und der Wissenschaft bedienen sich entweder vorrangig oder als Mittel zur Rationalisierung, Automatisierung und Perfektionierung der Elektronik. Die Entwicklung elektronischer Halbleiterbauelemente, ihrer Schaltungstechnik und der Schaltungsintegration hat heute einen Stand erreicht, der der Realisierung anspruchsvoller technischer Konzeptionen weder von den materiell-technischen Moglichkeiten noch vom okonomischen Aufwand her Grenzen setzt. Dabei ist die Entwicklung hochintegrierter Schaltungssysteme keineswegs a bgeschlossen. Es ist deshalb nur natiirlich, daB sich jeder Techniker, ganz gleich welcher Fach richtung, mit der Elektronik befassen und in seine;r Aus- oder Weiterbildung bis hin zum Selbststudium die erforderlichen Kenntnisse, Fahigkeiten und Fertigkeiten aneignen und we iter vervollstandigen muB. Das Buch wendet sich deshalb gleicher maBen an den Praktiker wie an den Studierenden. Durch die vorwiegend auf die Belange des Praktikers und des in der Ausbildung stehenden Technikers zugeschnit tenen Aufgaben werden enntnisse und Fertigkeiten in der Analyse vorgegebener elektronischer Schaltungen und ihrer Dimensionierung vermittelt. Vom Benutzer des Buches wird vorausgesetzt, daB er Kenntnisse in der Halbleiter technik, der prinzipiellen Wirkungsweise der wichtigsten Halbleiterbauelemente und in den Grundlagen der Elektroteehnik in einem solehen Umfang besitzt, wie sie heute in der ingenieurteehnisehen oder der einschlagigen fachspezifischen Berufs ausbildung vermittelt werden. Jedem Kapitel sind die zur Losung der Aufgaben erforderlichen Formeln, wichtige Merksatze und kurze Erlauterungen vorangestellt. Auf theoretische Begriindungen wird verzichtet; diese findet der interessierte Leser in der angegebenen Literatur.

Spis treści

1. Elektronische Bauelemente.- 1.1. Widerstände.- 1.1.1. Lineare Widerstände.- 1.1.1.1. Widerstandswerte und Belastbarkeit A 1.1…6.- 1.1.1.2. Temperaturkoeffizient des Widerstandes A 1.7…9.- 1.1.1.3. Einstellbare Widerstände A 1.10…12.- 1.1.2. Nichtlineare Widerstände.- 1.1.2.1. Heißleiter (NTC-Widerstände) A 1.13…25.- 1.1.2.2. Varistoren A 1.26…30.- 1.2. Kondensatoren A 1.31…36.- 1.3. Physikalische Grundlagen der Halbleitertechnik.- 1.3.1. Reine und dotierte Halbleiter A 1.37…43.- 1.3.2. pn-Übergänge A 1.44…49.- 1.4. Halbleiterdioden.- 1.4.1. Gleichrichter- und Schaltdioden.- 1.4.1.1. Kennlinien und Kennwerte A 1.50…53.- 1.4.1.2. Gleichrichterschaltungen A 1.54…61.- 1.4.2. Z-Dioden.- 1.4.2.1. Kennlinien und Kennwerte A 1.62…65.- 1.4.2.2. Anwendungen von Z-Dioden A 1.66…69.- 1.5. Thyristor und Triac.- 1.5.1. Funktion und Kenndaten.- 1.5.2. Anwendung als Leistungsschalter A 1.70…75.- 1.5.3. Anwendung als elektronischer Leistungsteller und gesteuerter Gleichrichter A 1.76…79.- 1.6. Feldeffekttransistoren.- 1.6.1. Eigenschaften und Kennwerte A 1.80…84.- 1.6.2. Feldeffekttransistoren als Analogverstärker A 1.85…93.- 1.6.3. Dynamische Kennwerte und Vierpolparameter A 1.94…96.- 1.6.4. Feldeffekttransistor als steuerbarer Widerstand und als Schalter A 1.97…100.- 1.7. Bipolartransistoren.- 1.7.1. Arten, Eigenschaften und Kennwerte A 1.101…105.- 1.7.2. Bipolartransistoren als Analogverstärker A 1.106…116.- 1.7.3. Vierpolparameter und dynamische Kennwerte A 1.117…121.- 1.7.4. Bipolartransistoren als Leistungsverstärker A 1.122…123.- 1.7.5. Bipolartransistoren als Schaltverstärker A 1.124…128.- 1.8. Optoelektrische Bauelemente.- 1.8.1. Fotowiderstände A 1.129…132.- 1.8.2. Fotodioden und Fototransistoren A 1.133…139.- 1.8.3. Lumineszenzdioden A 1.140…142.- 1.9. Integrierte Schaltungen (IS, IC).- 1.9.1. Einteilung.- 1.9.2. Analoge integrierte Schaltungen.- 1.9.2.1. Operationsverstärker (OV) A 1.143…148.- 1.9.2.2. Integrierte Spannungsregler A 1.149…152.- 1.9.3. Digitale integrierte Schaltungen.- 1.9.3.1. Digitale Signale und Pegel A 1.153…155.- 1.9.3.2. Grundprinzipien einiger Schaltkreisfamilien A 1.156…158.- 1.10. Literaturverzeichnis.- 2. Analoge Schaltungen.- 2.1. Spezielle Berechnungsmethoden.- 2.1.1. Vierpolberechnung mit Matrizen.- 2.1.1.1. Vierpolgleichungen A 2.1…4.- 2.1.1.2. Vierpol-Ersatzschaltbilder A 2.5…7.- 2.1.1.3. Widerstände und Übertragungsgrößen von Vierpolen A 2.8…10.- 2.1.1.4. Zusammenschaltung von Vierpolen A 2.11…14.- 2.1.2. Knotenspannungsanalyse mit Matrizen.- 2.1.2.1. Leitwertgleichungen von Mehrtoren A 2.15…17.- 2.1.2.2. Parallelschaltung von Mehrtoren A 2.18…19.- 2.1.2.3. Berechnung der Vierpolparameter von Mehrtoren A 2.20...21.- 2.1.3. Knotenspannungsanalyse mit NM-Graphen.- 2.1.3.1. NM-Graphen von Mehrtoren A 2.22…27.- 2.1.3.2. Auswertung von NM-Graphen A 2.28…31.- 2.1.3.3. Signalflußbilder und NM-Graphen A 2.32…33.- 2.1.3.4. Operationsverstärker und NM-Graphen A 2.34…37.- 2.2. Grundschaltungen der Verstärkertechnik.- 2.2.1. Einstufige Kleinsignalverstärker.- 2.2.1.0. Allgemeines.- 2.2.1.1. Verstärkungsfaktoren und Anschlußimpedanzen A 2.38…40.- 2.2.1.2. Frequenzgang bei RC-Kopplung A 2.41…44.- 2.2.2. Gegenkopplung.- 2.2.2.1. Allgemeines Regelkreismodell A 2.45…48.- 2.2.2.2. Betriebseigenschaften von Gegenkopplungsschaltungen A 2.49…52.- 2.2.3. Teilschaltungen integrierter Verstärker.- 2.2.3.0. Allgemeines.- 2.2.3.1. Differenzverstärker A 2.53…56.- 2.2.3.2. Konstantstromquellen A 2.57…58.- 2.2.4. Operationsverstärker.- 2.2.4.0. Allgemeines.- 2.2.4.1. Eigenschaften und Kenngrößen des realen Operationsverstärkers A 2.59…64.- 2.2.4.2. Frequenzgang und Großsignalbandbreite A 2.65…68.- 2.2.4.3. Anwendungen als Verstärker A 2.69…74.- 2.3. Aktive RC-Schaltungen.- 2.3.0. Vorbemerkung.- 2.3.1. Schaltungen mit Übersetzervierpolen.- 2.3.1.0. Allgemeines.- 2.3.1.1. Gyratoren A 2.75…76.- 2.3.1.2. Negativ-Impedanzkonverter (NIK) A 2.77…78.- 2.3.2. Aktive RC-Filter.- 2.3.2.0. Allgemeines.- 2.3.2.1. Filter 1. Ordnung A 2.79.- 2.3.2.2. Filter 2. Ordnung A 2.80…82.- 2.3.3. RC-Oszillatoren.- 2.3.3.0. Allgemeines A 2.83.- 2.3.3.1. Frequenzselektion A 2.84.- 2.3.3.2. Amplitudenstabilisierung A 2.85.- 2.4. Literaturverzeichnis.- 3. Digitale Schaltungen.- 3.1. Binäre Grundschaltungen.- 3.1.1. Zahlendarstellung und Schaltalgebra.- 3.1.1.0. Allgemeines.- 3.1.1.1. Zahlensysteme A 3.1…4.- 3.1.1.2. Funktionen der kombinatorischen Logik A 3.5…7.- 3.1.1.3. Umformung von Schaltfunktionen A 3.8…10.- 3.1.1.4. Minimierung mit KARNAuux-Plan A 3.11…13.- 3.1.2. Schaltkreistechnik.- 3.1.2.0. Allgemeines.- 3.1.2.1. TTL-Technik A 3.14…24.- 3.1.2.2. I2L-Technik A 3.25…27.- 3.1.2.3. ECL-Technik A 3.28…31.- 3.1.2.4. MOS-Technik A 3.32…37.- 3.1.2.5. CMOS-Technik A 3.38…41.- 3.2. Grundschaltungen mit Rückkopplung.- 3.2.1. Bistabile Kippschaltungen.- 3.2.1.1. Ungetaktete sequentielle Schaltungen A 3.42…47.- 3.2.1.2. Getaktete sequentielle Schaltungen A 3.48…52.- 3.2.1.3. Schwellwertschalter A 3.53…58.- 3.2.2. Monostabile Kippschaltungen A 3.59…61.- 3.2.3. Astabile Kippschaltungen A 3.62…65.- 3.3. Komplexe Schaltungen.- 3.3.1. Kombinatorische Schaltungen.- 3.3.1.1. Kodewandler A 3.66…71.- 3.3.1.2. Multiplexer und Komparatoren A 3.72…75.- 3.3.1.3. Arithmetikschaltungen A 3.76…79.- 3.3.2. Sequentielle Schaltungen.- 3.3.2.1. Zähler und Frequenzteiler A 3.80…89.- 3.3.2.2. Register A 3.90…92.- 3.3.2.3. Matrixspeicher A 3.93…100.- 3.4. Literaturverzeichnis.- 4. Lösungen.- Sachwortverzeiehnis.

O autorze

Dr. Constans Lehmann ist em. Professor für Elektronik und Schaltungstechnik an der Telekom Fachhochschule Leipzig.