Grundlagen elektronischer Schaltungen:
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Heidelberg
Hüthig
1986
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Ausgabe: | 2., überarb. Aufl. |
Schriftenreihe: | ELTEX : Studientexte Elektrotechnik
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SEITE
1 SPANNUNGEN, STROEME UND LEISTUNGEN 1
1.1 ZEI TABHAENGI GE GROESSEN 1
1.2 KOMPLEXE DARSTELLUNG REELLER SINUSFOERMIGER GROESSEN 3
1.3 NICHTSINUSFOERMIGE PERIODISCHE SPANNUNGEN UND STROEME 5
1.4 LEISTUNGSBEZIEHUNGEN BEI VERWENDUNG KOMPLEXER AMPLITUDEN. 10
1.5 ZUSAMMENFASSUNG 14
UEBUNGSAUFGABEN 15
2 LINEARE ELEMENTE 18
2.1 VORBEMERKUNGEN 18
2.2 EINTORELEMENTE 20
2.3 ZWEITORELEMENTE 28
UEBUNGSAUFGABEN 35
3 QUELLEN 36
3.1 ALLGEMEINES 36
3.2 UNABHAENGIGE QUELLEN 36
3.3 GESTEUERTE QUELLEN 42
UEBUNGSAUFGABEN 45
4 BIPOLARE HALBLEITERELEMENTE 46
4.1 VORBEMERKUNGEN 46
4.2 DIE SPERRSCHICHTDIODE 47
4.3 DER BIPOLAR-TRANSISTOER 59
4.3.1 MODELLE FUER DAS STATISCHE TRANSISTORVERHALTEN 59
4.3.2 MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DES DYNAMISCHEN VERHALTENS BIPO-
LARER TRANSISTOREN 66
4.3.3 KLASSIFIZIERUNG DER ARBEITSBEREICHE BIPOLARER TRANSISTO-
REN 74
4.3.4 KENNLINIENFELDER BIPOLARER TRANSISTOREN 81
4.3.5 MODELLE FUER BIPOLARE TRANSISTOREN BEI KLEINER AUSSTEU-
ERUNG 87
UEBUNGSAUFGABEN 101
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SEITE
5 FELDEFFEKTTRANSISTOREN 104
5.1 ALLGEMEINE BEMERKUNGEN 104
5.2 KLASSIFIZIERUNG VERSCHIEDENER ARTEN VON FELDEFFEKTTRAN-
SISTOREN 104
5.3 DAS STATISCHE VERHALTEN VON MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN... 107
5.4 DAS DYNAMISCHE VERHALTEN VON MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN.. 108
5.5 BESCHREIBUNG DES VERHALTENS VON SPERRSCHICHT-FELDEFFEKT-
TRANSISTOREN * 110
5.6 MODELLE FUER FELDEFFEKTTRANSISTOREN BEI GERINGER AUS-
STEUERUNG 112
5.6.1 EIN MODELL FUER MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 112
5.6.2 EIN MODELL FUER SPERRSCHICHT-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 113
UEBUNGSAUFGABEN 115
6 BESCHREIBUNG DES DYNAMISCHEN VERHALTENS EINFACHER LINEARER
SCHALTUNGEN 116
6.1 VORBEMERKUNGEN 116
6.2 BESCHREIBUNG DURCH LINEARE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN ERSTER
ORDNUNG 117
6.2.1 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN MIT KONSTANTEM STOERGLIED 117
6.2.2 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN MIT SINUSFOERMIGER STOERFUNKTION... 122
6.2.3 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN MIT NICHTSINUSFOERMIGER PERIODI-
SCHER STOERFUNKTION 131
UEBUNGSAUFGABEN 135
7 DIE ANALYSE LINEARER SCHALTUNGEN IM ZEITBEREICH 137
7.1 AI 1 GEMEI NES 137
7.2 GEWINNUNG DER GLEICHUNGEN ZUR SCHALTUNGSANALYSE 137
7.2.1 GRUNDSAETZLICHE BETRACHTUNGEN 137
7.2.2 EIN BEISPIEL 138
7.3 LOESUNG VON DIFFERENTIALGLEICHUNGS-SYSTEMEN 143
7.3.1 FORMULIERUNG DES PROBLEMS 143
7.3.2 EIGENVEKTOREN UND EIGENWERTE EINER MATRIX 144
7.3.3 MATRIZENFUNKTIONEN 146
7.3.4 LOESUNG DER HOMOGENEN MATRIZEN-DIFFERENTIALGLEICHUNG ER-
STER ORDNUNG 148
7.3.5 LOESUNG DER MATRIZEN-DIFFERENTIALGLEICHUNG MIT STOERGLIED.. 153
VI
SEITE
7.3.6 DIAGONALISIERUNG VON MATRIZEN UND BERECHNUNG VON MATRIZEN-
F UNKTI ONEN 158
7.3.7 DIE LOESUNG VON MATRIZEN-DIFFERENTIALGLEICHUNGEN MIT KON-
STANTEM ODER SINUSFOERMIGEM STOERGLIED 168
7.4 DAS VOLLSTAENDIGE GLEICHUNGSSYSTEM ZUR SCHALTUNGSBERECHNUNG 172
UEBUNGSAUFGABEN 175
8 DAS VERHALTEN LINEARER SCHALTUNGEN IM STATIONAEREN ZUSTAND BEI
SINUSFOERMIGER ERREGUNG 177
8.1 GRUNDLEGENDE BETRACHTUNGEN 177
8.2 SCHALTUNGSBERECHNUNG MIT HILFE DES KNOTENSPANNUNGSVERFAH-
RENS 181
8.3 DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 188
8.3.1 ALLGEMEINE UEBERLEGUNGEN 188
8.3.2 BESCHREIBUNG DES EINGANGS-AUSGANGS-VERHALTENS EINER LINEA-
REN SCHALTUNG 189
8.3.3 BEISPIEL ZUR BESTIMMUNG DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION 199
8.3.4 DAS PRINZIP DER ANALYTISCHEN FORTSETZUNG UND DIE KOMPLEXE
FREQUENZ 204
8.3.5 DIE DARSTELLUNG DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION DURCH POLE UND
NULL STELLEN 205
8.3.6 PARTIALBRUCHZERLEGUNG UND KETTENBRUCHENTWICKLUNG DER OBER-
TRAGUNGSFUNKTION 212
8.4 IDENTITAET VON POLEN DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND EIGEN-
WERTEN DER SYSTEMMATRIX 213
UEBUNGSAUFGABEN 217
9 DER SATZ VON TEL LEGEN UND EINIGE FOLGERUNGEN DARAUS 221
9.1 DIE FORMULIERUNG UND DER BEWEIS DES SATZES 221
9.2 REZI PROZI TAT 226
UEBUNGSAUFGABEN 237
10 ZWEITORE 239
10.1 ALLGEMEINE BEMERKUNGEN 239
10.2 DIE BESCHREIBUNG VON ZWEITOREN MIT HILFE DER ADMITTANZMA-
TRIX, IMPEDANZMATRIX, DER HYBRIDMATRIZEN UND DER KETTEN-
MATRIX 240
10.2.1 DIE ADMITTANZMATRIX 240
VII
SEITE
10.2.2 DIE IMPEDANZMATRIX 241
10.2.3 DIE HYBRIDMATRIZEN 242
10.2.4 DIE KETTENMATRIX 243
10.3 AEQUIVALENZBEZIEHUNGEN ZWISCHEN DEN VERSCHIEDENEN MATRIZEN 244
10.4 DIE FORMULIERUNG DER REZIPROZITAET BEI ZWEITOREN 248
10.5 DIE ZUSAMMENSCHALTUNG VON ZWEITOREN 249
10.6 ZUR EXISTENZ DER VERSCHIEDENEN ZWEITOR-MATRIZEN 261
10.7 OBERTRAGUNGSFUNKTION UND EINGANGSIMPEDANZ BESCHALTETER
ZWEITORE 262
10.8 DIE STREUMATRIX 265
10.9 DIE TRANSFERMATRIX 276
10.10 DIE INDEFINITE ADMITTANZMATRIX 279
UEBUNGSAUFGABEN 285
11 ZUR BESTIMMUNG VON TRANSISTOR-PARAMETERN BEI KLEINSIGNAL-
AUSSTEUERUNG 289
11.1 ALL GEMEI NES 289
11.2 BIPOLARE TRANSISTOREN 289
11.3 BEMERKUNGEN 297
11.4 FELDEFFEKTTRANSISTOREN 297
12 DER TRANSISTOR-ARBEITSPUNKT 299
12.1 ALL GEMEI NE BEMERKUNGEN 299
12.2 BIPOLAR-TRANSISTOREN 299
12.2.1 LAWINEN-DURCHBRUCH UND ZENER-DURCHBRUCH BEI SPERRSCHICHT-
DI OEDEN 300
12.2.2 DURCHBRUCH-ERSCHEINUNGEN IN BIPOLAR-TRANSISTOREN 303
12.2.3 DER EARLY-EFFEKT 308
12.2.4 GRENZEN FUER DIE LAGE DES ARBEITSPUNKTS IM I
R
-U
RP
-KENN-
LINIENFELD ..... 309
12.2.5 DIE WAHL DES ARBEITSPUNKTS 311
12.2.6 SCHALTUNGSMASSNAHMEN ZUR ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG 317
12.3 FELDEFFEKT-TRANSISTOREN 335
12.3.1 VORBEMERKUNGEN 335
12.3.2 DAS IG-U^-KENNLINIENFELD EINES SPERRSCHICHT-FELD-
EFFEKTTRANSISTORS 335
12.3.3 SCLRALTUNGSTECHNISCHE REALISIERUNG DER ARBEITSPUNKTEIN-
STEL 1 UNG 338
UEBUNGSAUFGABEN 341
VIII
SEITE
13 WICHTIGE TRANSISTOR-ZUSAMMENSCHALTUNGEN 344
13.1 ALLGEMEINE BEMERKUNGEN 344
13.2 DIE REALISIERUNG VON STROMQUELLEN MIT TRANSISTOREN 344
13.2.1 EINLEITENDE BETRACHTUNGEN 344
13.2.2 SCHALTUNGEN ZUR REALISIERUNG VON STROMQUELLEN 348
13.3 DIE KASKODE-SCHALTUNG 363
13.4 DER DIFFERENZVERSTAERKER * 368
13.5 VERBUNDTRANSISTOREN 382
13.5.1 DIE DARLINGTON-SCHALTUNG 382
13.5.2 DIE PARADOX-SCHALTUNG 385
13.5.3 DIE KOMPLEMENTAERE DARLINGTON-SCHALTUNG 387
13.5.4 DAS SUPER-TRIPLET 390
13.5.5 ANMERKUNGEN ZUR GLEICHSTROMVERSORGUNG VON VERBUNDTRAN-
SISTOREN 392
UEBUNGSAUFGABEN 393
14 RUECKKOPPLUNG 397
14.1 EI NFUEHRUNG 397
14.2 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN 400
14.3 RUECKKOPPLUNGS-SCHALTUNGEN 409
UEBUNGSAUFGABEN 414
15 STABILITAET 416
15.1 GRUNDLAGEN 416
15.2 ANALYTISCHE STAEBILITAETSPRUEFUNG 425
15.3 DAS NYQUIST-KRITERIUM 428
15.4 DAS BODE-DIAGRAMM 437
UEBUNGSAUFGABEN 444
16 DER OPERATIONSVERSTAERKER 447
16.1 ALLGEMEINES 447
16.2 GRUNDSAETZLICHE BETRACHTUNGEN 447
16.3 DIE EINGANGSSTUFE 449
16.4 DIE ENDSTUFE 456
IX
SEITE
16.5 DIE POTENTIAL VERSCHIEBUNGSSTUFE 468
16.6 KOMPENSATION 473
16.7 BEGRENZUNG DES SPANNUNGSANSTIEGS DURCH NICHTLINEARITAETEN. 482
16.8 EIN MODELL FUER REALE OPERATIONSVERSTAERKER 485
UEBUNGSAUFGABEN 487
17 SCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKERN 490
17.1 VORBEMERKUNGEN 490
17.2 GRUNDSCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKERN 491
17.2.1 INVERTIERENDE SCHALTUNGEN 491
17.2.2 NICHTINVERTIERENDE SCHALTUNGEN 495
17.3 OSZI 11 ATOREN 497
17.4 AKTIVE FILTER 503
17.5 NICHTLINEARE SCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKERN 506
17.5.1 PRAEZISIONSGLEICHRICHTER 506
17.5.2 LOGARITHMIER- UND DELOGARITHMIER-SCHALTUNG 508
17.5.3 MULTIPLIZIER-, DIVIDIER- UND RADIZIER-SCHALTUNG 510
17.5.4 SPITZENWERT-, MITTELWERT- UND EFFEKTIVWERT-GLEICHRICHTUNG 513
17.6 DER KOMPARATOR 518
17.6.1 EINFUEHRUNG 518
17.6.2 DIE SCHMITT-TRIGGER-SCHALTUNG 520
17.6.3 DER ASTABILE MULTIVIBRATOR 526
17.6.4 DER MONOSTABILE MULTIVIBRATOR 528
UEBUNGSAUFGABEN 531
18 DIE VERWENDUNG VON TRANSISTOREN ALS SCHALTER 534
18.1 ALLGEMEINES 534
18.2 SCHALTER MIT BIPOLAR-TRANSISTOREN 534
18.2.1 GRUNDLEGENDE BETRACHTUNGEN 534
18.2.2 SCHALTGESCHWINDIGKEIT 541
18.3 SCHALTER MIT FELDEFFEKTTRANSISTOREN 553
18.3.1 SPERRSCHICHT-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 553
18.3.2 MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 554
SEITE
19 LOGISCHE SCHALTUNGEN 564
19.1 EINLEITUNG 564
19.2 DIE WIDERSTAND-TRANSISTOR-LOGIK (RTL) 568
19.3 DIE DIODE-TRANSISTOR-LOGIK (DTL) 571
19.4 DIE TRANSISTOR-TRANSISTOR-LOGIK (TTL) 572
19.5 DIE EMITTER-GEKOPPELTE LOGIK (ECL) 581
19.6 AUFBAU VON GATTERN MIT MOS-TRANSISTOREN 585
LOESUNGEN DER UEBUNGSAUFGABEN 641
LITERATURHINWEISE 670
SACHWORTVERZEICHNIS 672
XI
|
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