Elektronische Schaltungen
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- Käte Irmela Weiß
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1 Roland Köstner Albrecht Möschwitzer Elektronische Schaltungen mit 491 Bildern, 43 Tabellen und 68 Aufgaben Carl Hanser Verlag München Wien
2 Schreibweise und Formelzeichen der wichtigsten Größen xin 1 Grundlagen Elektronische Bauelemente Passive Bauelemente Widerstände Kapazitäten Induktivitäten Übertrager Halbleiterdioden Transistoren Bipolartransistoren MOS-Feldeffekttransistoren(MOSFET) Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (SFET) Elektronenröhren Dioden Trioden Pentoden Elektronenstrahl-Wandlerröhren Methoden der Schaltungsberechnung Die Kirchhoffschen Sätze Der Grundstromkreis Einfache Wechselstromschaltungen Vierpole Verstärkervierpole ohne Rückführung Verstärkervierpole mit Rückführung Elektrische Leitungen Rauschverhalten / Rauschen von Zweipolen Rauschen von Vierpolen Rauschen von Vierpol-Kettenschaltungen Grenzwerte Aufgaben 61 2 Analogschaltungen Einführung in die Analogtechnik Elementarschaltungen der Analogtechnik Referenzspannungsquellen Dioden als Referenzelemente Bandgap-Referenzspannungsquellen 71
3 VIII Referenzspannunsquellen mit MOS-Transistoren Ladungspumpen Stromquellen Stromquellengrundschaltung (Widlar-Schaltung) Stromquelle mit vermindertem Symmetriefehler (Wilson-Stromspiegel) Mehrfachstromquellen Stromquellen mit MOS-Transistoren Stromquellen mit Operationsverstärkern Potentialverschiebung Diodenkopplung Konstantstromkopplung Komplementärtransistorkopplung Optoelektronische Kopplung Verstärkerstufen Prinzipieller Aufbau und Analyse Emitterschaltung Kollektorschaltung (Emitterfolger) Basischaltung Sourceschaltung Drainschaltung (Sourcefolger) Gateschaltung Darlington-Schaltung (Kaskadenschaltung) Kaskodeschaltung Differenzverstärkerstufen Großsignalverstärkerstufen im A-Betrieb (Eintaktschaltungen) Großsignalverstärkerstufen im B-Betrieb (Gegentaktschaltungen) Operationsverstärker Prinzipielle Eigenschaften von Operationsverstärkern Aufbau von Operationsverstärkern Operationsverstärker mit Eintaktendstufe (offener Kollektorausgang) Operationsverstärker mit Gegetaktendstufe Operationsverstärker mit Feldeffekttransistoren Vergleich der Kennwerte idealer und realer Operationsverstärker Betriebsverhalten von Operationsverstärkern Invertierender Operationsverstärker Nichtinvertierender Operationsverstärker Kompensation der Eingangsfehlergrößen Frequenzgang und Frequenzgangkompensation Analogrechenschaltungen mit Operationsverstärkern Addierer 176
4 IX Subtrahierer Integrierer Differenzierer Logarithmierer Delogarithmierer Multiplizierer Dividierer Komparatoren Leistungsverstärker Verstärker für kleine und mittlere Ausgangsleistungen Verstärker für große Ausgangsleistungen (Leistungs-Operationsverstärker) Leistungsverstärker mit sehr hohem Wirkungsgrad (D-Verstärker) Selektivverstärker Verstärker mit verteilter Selektion Verstärker mit konzentrierter Selektion Zwischenfrequenzverstärker AM-ZF-Verstärker FM-ZF-Verstärker Aktive Filter Tiefpaßfilter Hochpaßfilter Bandpaßfilter Sperrfilter SC-Filter Signalgeneratoren Sinus-Oszillatoren Grundsätzlicher Aufbau LC-Oszillatoren RC-Oszillatoren Rechteck- und Dreieckgeneratoren.../ Grundsätzlicher Aufbau Ausgewählte Generatorschaltungen Frequenzstabilisierte Generatoren Gesteuerte Generatoren Phasenregelkreise Aufbau und Wirkungsweise von Phasenregelkreisen Einsatzmöglichkeiten von Phasenregelkreisen Modulatoren und Demodulatoren Amplitudenmodulation (AM) Modulation, Mischung und Demodulation AM-Modulatoren AM-Demodulatoren Frequenz- und Phasenmodulation (FM; PhM) 244
5 X Frequenz- und phasenmodulierte Schwingungen FM-Modulatoren FM-Demodulatoren Pulsmodulationen Analogschalter und Abtast-Halte-Schaltungen Allgemeine Eigenschaften NMOS-Schalter CMOS-Schalter Abtast-Halte-Schaltungen Analogmultiplexer Stromversorgungsschaltungen Gleichrichter Einweggleichrichter Zweiweggleichrichter Spannungsvervielfacher Siebschaltungen Spannungsstabilisatoren Stetig arbeitende Spannungsregler Schaltregler Schaltnetzteile Aufbau und Wirkungsweise Eintaktwandler Gegentaktwandler Leistungsschalter Spezielle Übertragungschaltungen Gyrator Negativ-Impedanzkonverter (NIC) Zirkulator Aufgaben Digitalschaltungen Einführung in die Digitaltechnik Binärzahlen Binärkodes Boolsche Algebra, kombinatorische und sequentielle Grundfunktionen Logikfunktionen und Logikminimierung Arithmetik mit Binärzahlen Elementarschaltungen in verschiedenen Halbleitertechniken MOS- und CMOS-Technik Bipolartechnik TTL-Inverter ECL/CML-Inverter 331
6 XI I 2 L-Inverter Bipolar-CMOS-Technik (BiCMOS) Feldeffekttechnik in Galliumarsenid Kombinatorische Schaltungen Logikgatter Schaltungsprinzipien Beispiele integrierter Logikschaltkreise Kodewandler Multiplexer Arithmetikschaltungen Programmierbare Logikschaltungen (PLD) Sequentielle Schaltungen Flipflops Schieberegister Zähler und Teiler Trigger und Vibratoren Schmitt-Trigger Monostabiler Vibrator (Monoflop) Astabiler Vibrator (Multivibrator) Schaltwerke (Automaten) Randomsteuerlogik Steuerlogik mit PLA Mikroprogrammsteuerung Speicher Überblick RAM-Speicher Statische RAM-Speicher (SRAM) Dynamische RAM-Speicher (DRAM) Speicher mit nichtflüchtigem ROM-und PROM-Speicher EPROM- und E 2 PROM-Speicher Assoziativspeicher Mikroprozessoren Prinzipieller Aufbau Adressierungsarten Beispiele kommerzieller Mikroprozessoren Der 8-Bit Mikroprozessor Z 80 von ZILOG Der 16-Bit Mikroprozessor 8086 von INTEL Einchipmikrorechner (Mikrocontroller) Interfaceschaltungen Paralleles Interface Serielles Interface Aufgaben 402
7 XII 4 Datenkonverter Grundlagen der Analog-Digital-Wandlung Digital-Analog-Konverter (DAC) Analog-Digital-Konverter (ADC) Parallele Wandler (Flash-Konverter) Sukzessive Wandler Indirekte Wandler Sigma-Delta-Wandler Anwendungsbeispiele von ADC- und DAC-Schaltkreisen Aufgaben Technologie elektronischer Schaltungen Leiterplattentechnik Klassisches Verfahren Oberflächenmontage (SMT) Schicht- und Hybridtechnik Monolithische Integration (Halbleiterblocktechnik) Aufgaben 432 Literaturverzeichnis 433 Sachwortverzeichnis 437
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Inhaltsverzeichnis Teil I. Grundlagen 1 Erklärung der verwendeten Größen 2 Passive RC- und LRC-Netzwerke 2.1 Der Tiefpaß 2.2 Der Hochpaß 2.3 Kompensierter Spannungsteiler.... 2.4 Passiver KC-Bandpaß 2.5
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