Elektronische Schaltungen 1: Grundlagen, Analyse, Aufbau

ISBN-13: 9783540606246 / Niemiecki / Twarda / 1996 / 404 str.

Horst Wupper;Ulf Niemeyer

Opis

Dieses zweibandige, grundlegende und tiefgehende Werk uber analoge und digitale Schaltungstechnik bietet neben einer verstandlichen Darstellung des Lehrstoffs viele umfangreiche Lernhilfen. Es ist daher besonders fur Einsteiger und zum Selbst- und Fernstudium geeignet. Eine Vielzahl von detailliert durchgerechneten Beispielen, Aufgaben mit ausfuhrlichen Losungsvorschlagen, Merksatzen und Kapitelzusammenfassungen erleichtern das Lernen ebenso wie die zahlreichen Abbildungen und Tabellen. Das Werk entstand aus einer Vorlesung an der Fernuniversitat Hagen. Der erste Band behandelt die Modellbildung fur passive und aktive Bauelemente, die Signalbeschreibung im Hinblick auf die Schaltungstechnik, die Schaltungsanalyse, Ruckkopplung und Stabilitat sowie das Rauschen."

Spis treści

1 Modellierung elektronischer Schaltungen.- 1.1 Passive Bauelemente.- 1.1.1 Eintorelemente.- 1.1.2 Zweitorelemente.- 1.2 Quellen.- 1.2.1 Unabhängige Quellen.- 1.2.2 Gesteuerte Quellen.- 1.3 Die Sperrschichtdiode.- 1.4 Der Bipolar-Transistor.- 1.4.1 Modelle für das statische Großsignalverhalten.- 1.4.2 Vereinfachtes Modell für den aktiven Bereich vorwärts.- 1.4.3 Berücksichtigung des Early-EfFekts.- 1.4.4 Durchbruchserscheinungen.- 1.4.5 Dynamisches Großsignal-Modell.- 1.4.6 Modelle für geringe Aussteuerung.- 1.4.7 Modell-Umwandlungen.- 1.4.8 Modelle für den Schalterbetrieb.- 1.5 FeldefFekt-Transistoren.- 1.5.1 Allgemeines.- 1.5.2 Das statische Verhalten von MOS-Transistoren.- 1.5.3 Dynamisches Modell für MOS-Transistoren.- 1.5.4 MOS-Transistor-Modell für geringe Aussteuerung.- 1.6 Zusammenfassung.- 1.7 Aufgaben.- 2 Signalbeschreibung.- 2.1 Allgemeines.- 2.2 Sinusförmige Signale.- 2.3 Nicht sinusförmige periodische Signale.- 2.4 Nichtperiodische Signale.- 2.4.1 Verallgemeinerte Funktionen.- 2.4.2 Die Fourier-Transformation.- 2.4.3 Die Laplace-Transformation.- 2.5 Periodisch geschaltete Signale.- 2.6 Stochastische Signale.- 2.6.1 Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie.- 2.6.2 Wichtige Verteilungen.- 2.6.3 Erwartungswert (Mittelwert), Varianz und Momente höherer Ordnung.- 2.6.4 Beziehungen bei zwei Zufallsvariablen.- 2.6.5 Stochastische Prozesse.- 2.6.6 Ergodischer Prozeß.- 2.7 Leist ungsbeziehungen.- 2.7.1 Sinusförmige Signale.- 2.7.2 Allgemeine periodische Signale.- 2.7.3 Allgemeine Signale.- 2.7.4 Rauschsignale.- 2.8 Zusammenfassung.- 2.9 Aufgaben.- 3 Analyse elektronischer Schaltungen.- 3.1 Die Gleichstromanalyse.- 3.1.1 Formulierung der Schaltungsgleichungen.- 3.1.2 Die Knotenanalyse.- 3.1.3 Die modifizierte Knotenanalyse.- 3.1.4 Gleichstromanalyse nichtlinearer Schaltungen.- 3.2 Analyse linearer dynamischer Schaltungen im Zeitbereich.- 3.2.1 Einführung.- 3.2.2 Lösung von Differentialgleichungs-Systemen unter Verwendung von Matrizen.- 3.2.3 Schaltungsbeschreibung im stationären Zustand.- 3.2.4 Sprungantwort und Impulsantwort.- 3.2.5 Schaltungsbeschreibung durch eine Differentialgleichung höherer Ordnung.- 3.3 Analyse linearer Schaltungen im Frequenzbereich.- 3.3.1 Die Übertragungsfunktion.- 3.3.2 Das Prinzip der analytischen Fortsetzung und die komplexe Frequenz.- 3.3.3 Darstellung der Übertragungsfunktion durch Pole und Nullstellen.- 3.3.4 Partialbruchzerlegung und Kettenbruchentwicklung der Übertragungsfunktion.- 3.3.5 Identität von Polen der Übertragungsfunktion und Eigenwerten der Systemmatrix.- 3.3.6 Impulsantwort und Übertragungsfunktion.- 3.3.7 Zweitor-Beschreibungen.- 3.4 Zusammenfassung.- 3.5 Aufgaben.- 4 Lineare Grundschaltungen.- 4.1 Festlegung von Transistor-Arbeitspunkten.- 4.1.1 Überlegungen zur Wahl des Arbeitspunktes.- 4.1.2 Arbeitspunkteinstellung bei Bipolar-Transistoren.- 4.1.3 Arbeitspunkteinstellung bei Feldeffekt-Transistoren.- 4.2 Verbundtransistoren.- 4.2.1 Die Darlington-Schaltung.- 4.2.2 Die Paradox-Schaltung.- 4.2.3 Die komplementäre Darlington-Schaltung.- 4.2.4 Das Super-Triplet.- 4.3 Realisierung von Stromquellen mit Transistoren (Stromspiegel).- 4.3.1 Quellen mit Bipolar-Transistoren.- 4.3.2 Quellen mit MOS-Transistoren.- 4.4 Die Kaskode-Schaltung.- 4.5 Der Differenzverstärker.- 4.5.1 Differenzverstärker mit Bipolar-Transistoren.- 4.5.2 Differenzverstärker mit MOS-Transistoren.- 4.6 Leistungs-Endstufen.- 4.6.1 Leistungs-Endstufen mit Bipolar-Transistoren.- 4.6.2 Endstufen mit Leistungs-MOSFETs.- 4.7 Zusammenfassung.- 4.8 Aufgaben.- 5 Rückkopplung und Stabilität.- 5.1 Allgemeines.- 5.2 Allgemeine Grundlagen.- 5.3 Rückkopplungs-Strukturen.- 5.4 Stabilität.- 5.4.1 Einführung.- 5.4.2 Das Nyquist-Kriterium.- 5.4.3 Das Bode-Diagramm.- 5.5 Zusammenfassung.- 5.6 Aufgaben.- 6 Rauschen in elektronischen Schaltungen.- 6.1 Autokorrelationsfunktion und Leistungsdichtespektrum.- 6.2 Rauschursachen.- 6.2.1 Thermisches Rauschen.- 6.2.2 Schrot-Rauschen (“shot noise”).- 6.2.3 1/f-Rauschen.- 6.2.4 Weitere Rauscharten.- 6.3 Rauschberechnungen in linearen Schaltungen.- 6.3.1 Eintore.- 6.3.2 Zweitore.- 6.3.3 Rauschzahl, Rauschanpassung und Signal-Rausch-Verhältnis.- 6.4 Rauschen in Halbleitern.- 6.4.1 Sperrschichtdioden.- 6.4.2 Bipolar-Transistoren.- 6.4.3 Feldeffekt-Transistoren.- 6.5 Zusammenfassung.- 6.6 Aufgaben.- Literatur.- Lösungsvorschläge zu den Aufgaben.

Blurb

Dieses Lehrbuch ist primär für Studierende der Elektrotechnik geschrieben, es kann jedoch auch als Begleittext oder für ein Selbststudium von Studierenden anderer Fachrichtungen verwendet werden. Der Stoff wird in kleinen, gut nachvollziehbaren Schritten entwickelt, und eine große Zahl von teilweise sehr ausführlichen Beispielen unterstützt den Lernprozeß; Aufgaben mit Lösungshinweisen tragen zur Vertiefung bei und stellen eine Hilfe bei Prüfungsvorbereitungen dar. Der erste Band behandelt schwerpunktmäßig die für den Aufbau und die Analyse von Schaltungen erforderlichen Grundkenntnisse.