Holdings: Analoge Schaltungen

Analoge Schaltungen:

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Bibliographic Details
Main Author:	Seifart, Manfred (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin Verl. Technik 2003
Edition:	6., durchges. Aufl.
Subjects:	Transistor Integrierte Schaltung Analoge integrierte Schaltung Schaltkreistechnik Analogschaltung
Online Access:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Literaturverzeichnis Seite [642]-652
Physical Description:	656 S. graph. Darst.
ISBN:	3341012982

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS SCHREIBWEISE UND FORMELZEICHEN DER WICHTIGSTEN GROESSEN, ABKUERZUNGEN, IS-IYPENBEZEICHNUNGEN, SCHALTSYMBOLE . 15 1. EINFUEHRUNG UND ALLGEMEINE HILFSMITTEL . 19 1.1. AUFGABEN, ANWENDUNGEN UND FUNKTIONSPRINZIPIEN ANALOGER SCHALTUNGEN . 19 1.2. TRANSISTORMODELLE . 21 1.2.1. BIPOLARTANSISTOREN . 22 1.2.1.1. STATISCHES VERHALTEN . 22 1.2.1.2. LINEARES KLEINSIGNALVERHALTEN . 24 1.2.2. FELDEFFEKTTRANSISTOREN . 29 1.2.2.1. STATISCHES VERHALTEN . 29 1.2.2.2. LINEARES KLEINSIGNALVERHALTEN . 29 1.2.2.3. DER FELDEFFEKTTRANSISTOR ALS STEUERBARER WIDERSTAND . 31 1.3. VEREINFACHTE BERECHNUNG LINEARER NETZWERKE . 31 1.4. DYNAMISCHE WIDERSTANDSVERAENDERUNG (MILLER UND BOOTSTRAP-EFFEKT) . 35 1.5. ANALYSE NICHTLINEARER SYSTEME . 38 1.5.1. TAYLORREIHENENTWICKLUNG . 38 1.5.2. FOURIERREIHENENTWICKLUNG . 39 1.5.3. KLIRRFAKTOR . 39 2. ARBEITSPUNKTPROBLEME BEI EINFACHEN TRANSISTORSTUFEN . 40 2.1. BIPOLARTRANSISTOR . 40 2.1.1. ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG UND -STABILISIERUNG. 40 2.1.2. DRIFT . 43 2.1.3. LINEARE SCHALTUNGEN ZUR ARBEITSPUNKTSTABILISIERUNG . 45 2.1.4. NICHTLINEARE KOMPENSATIONSSCHALTUNGEN . 48 2.1.5. ARBEITSPUNKTSTABILISIERUNG BEI ANALOGEN INTEGRIERTEN SCHALTUNGEN . 49 2.1.6. THERMISCHE PROBLEME . 50 2.2. FELDEFFEKTTRANSISTOREN . 55 2.2.1. ARBEITSPUNKT . 55 2.2.2. ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG UND -STABILISIERUNG. 55 3. EINFACHE TRANSISTORSTUFEN (GRUNDSCHALTUNGEN) . 59 3.1. ANALYSEVERFAHREN . 59 3.1.1. GRAFISCHE ANALYSE (STATISCHE UND DYNAMISCHE ARBEITSGERADE) . 60 3.1.2. LINEARE KLEINSIGNALANALYSE . 60 3.1.2.1. VIERPOLANALYSE . 61 3.1.2.2. ANALYSE MIT OR-ERSATZSCHALTBILD (PHYSIKALISCHES ERSATZSCHALTBILD) . 64 3.2. UEBERBLICK UEBER DIE DREI BIPOLAR UND FET-GRUNDSCHALTUNGEN. GESTEUERTE QUELLEN IN DEN DREI GRUNDSCHALTUNGEN . 65 3.2.1. AKTIVE BAUELEMENTE UND GESTEUERTE QUELLEN . 65 8 INHALTSVERZEICHNIS 3.2.2. IDEALE GESTEUERTE QUELLEN IN DEN DREI GRUNDSCHALTUNGEN MIT STROMGEGEN KOPPLUNG . 65 3.2.3. VERGLEICH ZWISCHEN DEN GRUNDSCHALTUNGEN . 66 3.3. EMITTERSCHALTUNG . 68 3.3.1. STATISCHES VERHALTEN . 68 3.3.2. SIGNALVERSTAERKUNG BEI NIEDRIGEN FREQUENZEN . 71 3.3.2.I. KONSTANTES EMITTERPOTENTIAL . 71 3.3.2.2. STROMGEGENKOPPLUNG . 73 3.3.2.3. SPANNUNGSGEGENKOPPLUNG . 76 3.3.3. SIGNALVERSTAERKUNG BEI HOHEN FREQUENZEN . 77 3.4. SOURCESCHALTUNG . 80 3.4.1. STATISCHES VERHALTEN . 81 3.4.2. SIGNALVERSTAERKUNG BEI NIEDRIGEN FREQUENZEN . 81 3.4.3. SIGNALVERSTAERKUNG BEI HOHEN FREQUENZEN . 83 3.5. EMITTERFOLGER (KOLLEKTORSCHALTUNG) . 85 3.5.1. STATISCHES VERHALTEN. AUSSTEUERBEREICH . 86 3.5.2. SIGNALVERSTAERKUNG BEI NIEDRIGEN FREQUENZEN . 88 3.5.3. SIGNALVERSTAERKUNG BEI HOHEN FREQUENZEN . 91 3.6. SOURCEFOLGER (DRAINSCHALTUNG) . 93 3.6.1. STATISCHES VERHALTEN. BOOTSTRAP-PRINZIP . 93 3.6.2. SIGNALVERSTAERKUNG BEI NIEDRIGEN UND HOHEN FREQUENZEN . 94 3.7. BASISSCHALTUNG . 96 3.7.1. STATISCHES VERHALTEN. AUSSTEUERBEREICH . 97 3.7.2. KLEINSIGNALVERHALTEN BEI NIEDRIGEN UND HOHEN FREQUENZEN . 97 3.8. DARLINGTON-SCHALTUNG . 98 3.9. SPEZIELLE SCHALTUNGEN . 101 3.9.1. KASKODESCHALTUNG . 101 3.9.2. KOMBINATION FET - BIPOLARTRANSISTOR . 103 4. DIFFERENZVERSTAERKER . 107 4.1. UNTERSCHIED ZWISCHEN GLEICH-UND WECHSELSPANNUNGSVERSTAERKERN . 107 4.2. SIGNALVERARBEITUNG IN DIFFERENZVERSTAERKEM . 108 4.3. GLEICHTAKTAUSSTEUERBEREICH UND ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG . 115 4.4. DRIFT . 117 4.5. SCHALTUNGSVARIANTEN . 119 5. KOPPLUNG ZWISCHEN DEN STUFEN . 123 5.1. DIREKTE KOPPLUNG . 123 5.2. WIDERSTANDSKOPPLUNG . 123 5.3. Z-DIODEN-KOPPLUNG . 125 5.4. RC-KOPPLUNG . 125 5.5. TRANSFORMATORKOPPLUNG . 125 5.6. KOMPLEMENTAERTRANSISTORKOPPLUNG . 125 5.7. OPTOELEKTRONISCHE KOPPLUNG . 126 INHALTSVERZEICHNIS 9 6. BAUELEMENTE UND GRUNDSCHALTUNGEN IN INTEGRIERTEN ANALOGSCHALTUNGEN . 127 6.1. VERGLEICH ZWISCHEN BIPOLAR-UND MOS-TECHNIK . 127 6.2. BIPOLARTECHNIK . 129 6.2.1. AKTIVE BAUELEMENTE . 129 6.2.2. GRUNDSCHALTUNGEN . 133 6.2.2.1. WIDERSTANDS-UND KAPAZITAETSTRANSFORMATION . 134 6.2.2.2. KONSTANTSTROMQUELLEN. STROMSPIEGEL . 134 6.2.2.2.I. KONSTANTSTROMQUELLEN UND STROMSPIEGELSCHALTUNGEN MIT BIPOLAR TRANSISTOREN . 134 6.2.2.2.2. KONSTANTSTROMQUELLEN UND STROMSPIEGELSCHALTUNGEN MIT FELDEFFEKT TRANSISTOREN . 137 6.2.2.3. REFERENZSPANNUNGSQUELLEN . 139 6.2.2.4. DIFFERENZVERSTAERKER . 143 6.2.2.5. KOPPELSCHALTUNGEN . 144 6.3. CMOS-TECHNIK . 146 6.3.1. AKTIVE BAUELEMENTE: MOSFET . 147 6.3.1.1. EINFACHES GROSSSIGNALMODELL . 147 6.3.1.2. KOMPLETTES GROSSSIGNALMODELL FUER MOSFET . 149 6.3.1.3. LINEARES KLEINSIGNALMODELL DES MOSFET . 152 6.3.1.4. BERUECKSICHTIGUNG VON EFFEKTEN ZWEITER ORDNUNG . 153 6.3.1.5. SUBTHRESHOLD-MODELL . 153 6.3.1.6. SPICE-PARAMETER . 154 6.3.2. GRUNDSCHALTUNGEN . 156 6.3.2.I. TEILSCHALTUNGEN . 156 6.3.2.I.I. MOS-SCHALTER . 156 6.3.2.I.2. AKTIVE WIDERSTAENDE, AKTIVE LASTEN . 157 6.3.2.1.3. SPANNUNGSTEILER . 158 6.3.2.1.4. STROMQUELLEN UND STROMSENKEN . 159 6.3.2.1.5. STROMSPIEGEL . 160 6.3.2.2. ZEITKONTINUIERLICHE GRUNDSCHALTUNGEN . 166 63.2.3. SC-SCHALTUNGEN . 169 7. ENDSTUFEN (LEISTUNGSSTUFEN) . 170 7.1. QUASILINEARE LEISTUNGSSTUFEN . 171 7.1.1. BETRIEBSARTEN. ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG. SCHALTUNGSSTRUKTUR . 171 7.1.2. EINTAKTSTUFEN (A-VERSTAERKER) . 173 7.1 .2.1. EMITTERSCHALTUNG MIT OHMSCHER LAST . 173 7.1.2.2. EMITTERFOLGER MIT OHMSCHEM LASTWIDERSTAND . 175 7.1.3. GEGENTAKT-B UND AB-VERSTAERKER . 177 7.1.3.1. TRANSFORMATORKOPPLUNG . 178 7.1.3.2. SERIENSPEISUNG DER ENDTRANSISTOREN (KOMPLEMENTAERENDSTUFEN) . 180 7.1.4. AB-VERSTAERKER . 187 7.1.5. ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG BEI INTEGRIERTEN SCHALTUNGEN . 188 7.1.6. AUSGANGSSTROMBEGRENZUNG . 189 7.1.7. HOEHERE SPANNUNGEN, STROEME UND FREQUENZEN . 189 7.1.8. DIMENSIONIERUNGSBEISPIEL . 192 7.1.9. MONOLITHISCH INTEGRIERTE LEISTUNGSVERSTAERKER . 195 7.2. UNSTETIGE LEISTUNGSVERSTAERKER FUER ANALOGE SIGNALE. D-VERSTAERKER . 200 7.2.1. GRUNDLAGEN . 200 7.2.2. D-VERSTAERKER . 202 7.3. LEISTUNGS-MOSFET . 205 10 INHALTSVERZEICHNIS 7.3.1. EIGENSCHAFTEN . 206 7.3.2. SCHALTERANWENDUNGEN . 207 7.3.3. LINEARE ANWENDUNGEN . 208 7.3.4. YYSMART POWER " -ELEMENTE . 209 7.4. PRAKTISCHE HINWEISE . 209 7.5. TRENDBETRACHTUNG . 210 8. ALLGEMEINES ZU MEHRSTUFIGEN VERSTAERKERN . 211 8.1. EINTEILUNG DER VERSTAERKER. FORDERUNGEN . 211 8.2. GRENZEN . 211 8.3. VERSTAERKERGRUNDTYPEN . 214 8.4. FREQUENZGANG . 217 8.5. IMPULSVERHALTEN . 220 8.6. DRIFTVERSTAERKUNG . 222 9. GEGENKOPPLUNG . 223 9.1. GRUNDGEGENKOPPLUNGSARTEN . 224 9.2. GEGENKOPPLUNGSGRUNDGLEICHUNG . 224 9.3. ANALYSE GEGENGEKOPPELTER VERSTAERKER . 226 9.4. EINFLUSS DER GEGENKOPPLUNG AUF DIE EIGENSCHAFTEN DES VERSTAERKERS . 230 9.4.1. VERSTAERKUNGSAENDERUNG . 230 9.4.2. EINGANGSWIDERSTAND . 231 9.4.3. AUSGANGSWIDERSTAND. ALLGEMEINES . 233 9.4.4. AUSSTEUERBEREICH. NICHTLINEARE VERZERRUNGEN . 235 9.4.5. EINWIRKUNG AEUSSERER STOERSIGNALE . 235 9.4.6. DYNAMISCHES VERHALTEN . 236 9.4.6.I. 1-POL-UEBERTRAGUNGSFUNKTION G V (P) . 236 9.4.6.2. 2-POL-UEBERTRAGUNGSFUNKTION G V (P) . 238 9.4.6.3. MULTIPOL-UEBERTRAGUNGSFUNKTION G V (P) . 242 10. DYNAMISCHE STABILITAET GEGENGEKOPPELTER VERSTAERKER . 245 10.1. URSACHEN FUER DYNAMISCHE INSTABILITAET . 245 10.2. NYQUIST-KRITERIUM . 246 10.3. DYNAMISCHE STABILITAET IM BODE-DIAGRAMM . 246 10.4. AMPLITUDEN UND PHASENRAND . 248 10.5. FREQUENZGANGKOMPENSATION . 249 10.5.1. VERSTAERKER OHNE FREQUENZGANGKOMPENSATION . 249 10.5.2. MOEGLICHKEITEN ZUR REALISIERUNG DER FREQUENZGANGKOMPENSATION . 250 10.5.3. KOMPENSATIONSMETHODEN . 251 11. OPERATIONSVERSTAERKER (OV) . 261 11.1. EIGENSCHAFTEN UND KENNGROESSEN IDEALER UND REALER OPERATIONSVERSTAERKER . 261 11.2. OPERATIONSVERSTAERKER-GRUNDSCHALTUNGEN (SPANNUNGSVERSTAERKER) . 265 11.3. EINFLUSS NICHTIDEALER EIGENSCHAFTEN DES OPERATIONSVERSTAERKERS . 268 INHALTSVERZEICHNIS 11 11.4. EINFLUSS UND KOMPENSATION VON OFFSET-, DRIFT UND RUHEGROESSEN . 270 11.5. GROSSSIGNALVERHALTEN (SLEW RATE) . 273 11.6. SCHALTUNGSSTRUKTUR VON OPERATIONSVERSTAERKERN . 276 11.6.1. BEISPIELE VON OPERATIONSVERSTAERKER-SCHALTUNGEN. 277 11.6.2. STEILHEITSVERSTAERKER (OTA) . 285 11.6.3. STROMGEGENKOPPLUNGS-OPERATIONSVERSTAERKER (CURRENT-FEEDBACK OV) . 286 11.6.4. MODULATIONSVERSTAERKER . 290 11.6.4.1. ZERHACKERVERSTAERKER (CHOPPERVERSTAERKER) . 294 1 1.6.4.2. ZERHACKERSTABILISIERTE VERSTAERKER (GOLDBERG UND LANDSBERGSCHALTUNG) . 299 1 1.6.4.3. SCHWINGKONDENSATOR UND VARICAPVERSTAERKER . 304 11.6.5. VERSTAERKER MIT DRIFTKORREKTUR . 305 11.6.6. ZUR AUSWAHL VON OPERATIONSVERSTAERKERN . 307 12. VERSTAERKERSCHALTUNGEN . 310 12.1. VERSTAERKERGRUNDTYPEN MIT OPERATIONSVERSTAERKERN . 310 12.2. VERSTAERKER FUER GLEICHGROSSEN. INSTRUMENTATIONSVERSTAERKER, TRENNVERSTAERKER, LADUNGS VERSTAERKER . 317 12.2.1. INSTRUMENTATIONSVERSTAERKER . 318 12.2.2. ISOLATIONSVERSTAERKER (TRENNVERSTAERKER) . 325 12.2.3. LADUNGSVERSTAERKER . 328 12.3. NF-VERSTAERKER . 331 12.4. SELEKTIVVERSTAERKER . 332 12.4.1. ALLGEMEINES . 332 12.4.2. BIPOLARSTUFEN . 337 12.4.3. FET-STUFEN . 338 12.4.4. MEHRSTUFIGE ZF-VERSTAERKER . 339 12.5. BREITBANDVERSTAERKER . 340 12.6. VERSTAERKERRAUSCHEN . 342 12.6.1. ALLGEMEINES . 342 12.6.2. SPEKTRALE RAUSCHSPANNUNG. SPEKTRALER RAUSCHSTROM . 343 12.6.3. RAUSCHERSATZSCHALTUNGEN VON VERSTAERKERN . 345 12.6.4. RAUSCHANALYSE . 346 12.6.5. RAUSCHBANDBREITE. SIGNAL-RAUSCH-ABSTAND. RAUSCHZAHL . 348 12.6.6. RAUSCHEN MEHRSTUFIGER VERSTAERKER . 350 13. LINEARE RECHEN UND REGELSCHALTUNGEN . 351 13.1. ADDIER-UND SUBTRAHIERSCHALTUNGEN . 351 13.2. KONSTANTSPANNUNGSQUELLEN . 353 13.2.1. REFERENZSPANNUNGSERZEUGUNG MIT Z-DIODEN . 354 13.2.2. STABILISIERUNGSSCHALTUNGEN MIT REGELUNG . 359 13.3. KONSTANTSTROMQUELLEN . 365 13.3.1 EINFACHE TRANSISTORSTROMQUELLEN . 366 13.3.2. STROMQUELLEN MIT OPERATIONSVERSTAERKERN . 367 13.4. INTEGRATOREN UND ANDERE REGELSCHALTUNGEN . 374 13.4.1. INTEGRATOR . 374 13.4.2. SUMMATIONS UND DIFFERENZINTEGRATOR . 378 13.4.3. PI-REGLER . 378 13.4.4. DIFFERENTIATOR . 378 13.4.5. PID-REGLER . 379 12 INHALTSVERZEICHNIS 14. FILTER . 380 14.1. REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN. KLASSEN VON FILTERN . 380 14.2. AKTIVE FILTER . 383 14.2.1. GRUNDLAGEN . 383 14.2.2. REALISIERUNG VON TIEFPASS UND HOCHPASSFIITEM . 386 14.2.2.1. TIEFPASSFILTER 2. ORDNUNG . 387 14.2.2.2. HOCHPASSFILTER . 388 14.2.2.3. FILTER HOEHERER ORDNUNG . 390 14.2.3. SELEKTIVE FILTER UND BANDPAESSE .390 14.2.3.1. BANDPASS .390 14.2.3.2. SELEKTIVE FILTER . 390 14.3. MECHANISCHE FILTER . 393 14.4. SC-FILTER . 395 14.5 DIGITALE FILTER . 401 14.6. DIGITALE SIGNALPROZESSOREN . 406 15. STETIG NICHTLINEARE VERSTAERKER UND RECHENSCHALTUNGEN . 409 15.1. ERZEUGUNG VON NICHTLINEAREN FUNKTIONEN UND UMKEHRFUNKTIONEN . 410 15.2. LOGARITHMIERSCHALTUNGEN . 410 15.3. DELOGARITHMIERSCHALTUNG . 413 15.4. MULTIPLIZIERER UND QUADRIERSCHALTUNGEN . 414 15.4.1. MULTIPLIZIERER MIT VARIABLER STEILHEIT (STEILHEITSMULTIPLIZIERER) . 415 15.4.2. LOGARITHMIER UND DELOGARITHMIERMULTIPLIZIERER . 419 15.4.3. PULSMODULATIONSMULTIPLIZIERER . 420 15.4.4. WEITERE VARIANTEN VON MULTIPLIZIERERN . 421 15.5. DIVIDIERER UND RADIZIERER . 421 15.5.1. INVERSER MULTIPLIZIERER . 422 15.5.2. DIVIDIERER MIT VARIABLER STEILHEIT . 422 15.5.3. LOGARITHMIER UND DELOGARITHMIERDIVIDIERER . 423 15.5.4. RADIZIERER . 423 16. UNSTETIG NICHTLINEARE UND RHEOLINEARE SCHALTUNGEN . 424 16.1. YYIDEALE DIODE " .424 16.2. BEGRENZER .426 16.2.1. SERIEN UND PARALLELBEGRENZER, TOTZONE . 426 16.2.2. PRAEZISIONSBEGRENZER . 427 16.3. GEICHRICHTERSCHALTUNGEN . 429 16.3.1. KLASSIFIZIERUNG . 429 16.3.2. GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN FUER KLEINE SIGNALE . 430 16.4. ABTAST UND HALTESCHALTUNG (SAMPLE AND HOLD) . 435 16.5. DIODENFUNKTIONSGENERATOREN . 439 16.6. ANALOGKOMPARATOREN (SPANNUNGSKOMPARATOREN) . 440 16.6.1. STATISCHES VERHALTEN . 441 16.6.2. DYNAMISCHES VERHALTEN . 442 16.6.3. KOMPARATORANWENDUNGEN OHNE KIPPVERHALTEN . 443 16.6.4. KOMPARATORANWENDUNGEN MIT KIPPVERHALTEN . 445 INHALTSVERZEICHNIS 13 17. ANALOGSCHALTER. ANALOGMULTIPLEXER . 450 17.1. ANALOGSCHALTER . 450 17.1.1. WIRKUNGSPRINZIP . 450 17.1.2. 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SCHALTNETZTEILE (PRIMAER GETAKTETE SCHALTREGLER) . 622 22.4.1. WIRKPRINZIP. EIGENSCHAFTEN . 623 22.4.2. GLEICHSPANNUNGSWANDLER . 625 22.4.2.1. SPERRWANDLER . 627 15 22.4.2.1.1. WIRKUNGSWEISE . 627 22.4.2.1.2. SCHALTTRANSISTOR . 628 22.4.2.1.3. TRANSFORMATOR . 631 22.4.2.1.4. DIMENSIONIERUNG . 633 22.4.2.1.5. VARIANTEN BEIM SPERRWANDLER . 634 22.4.2.2. DURCHFLUSSWANDLER . 635 22.4.2.3. GEGENTAKTWANDLER . 635 22.4.3. REGELSCHALTUNG. SCHALTNETZTEIL-ANSTEUERSCHALTKREISE . 636 22.5. ZUKUENFTIGE ENTWICKLUNG . 638 LITERATURVERZEICHNIS . 642 REGISTER .653
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