Seite 1 Spannungen, Ströme und Leistungen 1

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1 INHALTSVERZEICHNIS Seite 1 Spannungen, Ströme und Leistungen Zeitabhängige Größen Komplexe Darstellung reeller sinusförmiger Größen Nichtsinusförmige periodische Spannungen und Ströme Leistungsbeziehungen bei Verwendung komplexer Amplituden Zusammenfassung 14 Übungsaufgaben 15 2 Lineare Elemente Vorbemerkungen Eintorelemente Zweitorelemente 28 Übungsaufgaben 35 3 Quellen Allgemeines Unabhängige Quellen Gesteuerte Quellen 42 Übungsaufgaben 45 4 Bipolare Halbleiterelemente Vorbemerkungen Die Sperrschichtdiode Der Bipolar-Transistor Modelle für das statische Transistorverhalten Modelle zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens bipo- 1 arer Trans i stören Klassifizierung der Arbeitsbereiche bipolarer Transistoren Kennlinienfelder bipolarer Transistoren Modelle für bipolare Transistoren bei kleiner Aussteuerung : 87 Übungsaufgaben 101

2 5 Feldeffekttransistoren 104 Seite 5.1 Allgemeine Bemerkungen Klassifizierung verschiedener Arten von Feldeffekttransistoren Das statische Verhalten von MOS-Feldeffekttransistoren Das dynamische Verhalten von MOS-Feldeffekttransistoren Beschreibung des Verhaltens von Sperrschicht-Feldeffekttransistoren Modelle für Feldeffekttransistoren bei geringer Aussteuerung Ein Modell für MOS-Feldeffekttransistoren Ein Modell für Sperrschicht-Feldeffekttransistoren 113 Übungsaufgaben Beschreibung des dynamischen Verhaltens einfacher linearer Schaltungen Vorbemerkungen Beschreibung dynamischer Vorgänge durch lineare Differentialgleichungen erster Ordnung Differentialgleichungen mit konstantem Störglied Differentialgleichungen mit sinusförmiger Störfunktion Differentialgleichungen mit nichtsinusförmiger periodischer Störf unkti on 131 Übungsaufgaben Die Analyse linearer Schaltungen im Zeitbereich All gemei nes Gewinnung der Gleichungen zur Schaltungsanalyse Grundsätzl iehe Betrachtungen Ein Beispiel Lösung von Differentialgleichungs-Systemen unter Verwendung von Matri zen Formulierung des Problems Eigenvektoren und Eigenwerte einer Matrix Matrizenfunktionen Lösung der homogenen Matrizen-Differentialgleichung erster Ordnung Lösung der Matrizen-Differentialgleichung mit Störglied.. 153

3 7.3.6 Diagonalisierung von Matrizen und Berechnung von Matrizenfunktionen Die Lösung von Matrizen-Differentialgleichungen mit konstantem oder sinusförmigem Störglied Das vollständige Gleichungssystem zur Schaltungsberechnung 172 Übungsaufgaben Das Verhalten linearer Schaltungen im stationären Zustand bei sinusförmiger Erregung Grundlegende Betrachtungen Schaltungsberechnung mit Hilfe des Knotenspannungsverfahrens Die Übertragungsfunktion Allgemeine Überlegungen Beschreibung des Eingangs-Ausgangs-Verhaltens einer linearen Schaltung Beispiel zur Bestimmung der Übertragungsfunktion Das Prinzip der analytischen Fortsetzung und die komplexe Frequenz Die Darstellung der Übertragungsfunktion durch Pole und Nul lstel len Partialbruchzerlegung und Kettenbruchentwicklung der Übertragungsfunktion Identität von Polen der Übertragungsfunktion und Eigenwerten der Systemmatrix 213 Übungsaufgaben Der Satz von Tellegen und einige Folgerungen daraus Die Formulierung und der Beweis des Satzes Rezi prozi tat 226 Übungsaufgaben Zweitore All gemei ne Bemerkungen Die Beschreibung von Zweitoren mit Hilfe der Admittanzmatrix, Impedanzmatrix, der Hybridmatrizen und der Kettenmatrix Die Admittanzmatrix ; 240

4 Die Impedanzmatrix Die Hybridmatrizen Die Kettenmatrix Äquivalenzbeziehungen zwischen den verschiedenen Matrizen Die Formulierung der Reziprozität bei Zweitoren Die Zusammenschaltung von Zweitoren Zur Existenz der verschiedenen Zweitor-Matrizen Obertragungsfunktion und Eingangsimpedanz beschalteter Zwei tore Die Streumatrix Die Transfermatrix Die indefinite Admittanzmatrix 279 Übungsaufgaben 285 Lösungen der Übungsaufgaben Zur Bestimmung von Transistor-Parametern bei Kleinsignal- Aussteuerung Allgemeines Bipolare Transistoren Bemerkungen Feldeffekttransistoren Der Transistor-Arbeitspunkt All gemei ne Bemerkungen Bipolar-Transistoren 353

5 Lawinen-Durchbruch und Zener-Durchbruchbei Sperrschichtdioden Durchbruch-Erscheinungen in Bipolar-Transistoren Der Early-Effekt Grenzen für die Lage des Arbeitspunkts im I r -U rf -Kennlinienfeld Die Wahl des Arbeitspunkts Schaltungsmaßnahmen zur Arbeitspunkteinstellung Feldeffekt-Transistoren Vorbemerkungen Das I D -U DS -Kennlinienfeld eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors Schaltungstechnische Realisierung der Arbeitspunkteinstellung 392 Übungsaufgaben 395 Seite 13 Wichtige Transistor-Zusammenschaltungen AI 1 gemei ne Bemerkungen Die Realisierung von Stromquellen mit Transistoren Einleitende Betrachtungen Schaltungen zur Realisierung von Stromquellen Die Kaskode-Schaltung Der Differenzverstärker Verbundtransistoren Die Darlington-Schaltung Die Paradox-Schaltung Die komplementäre Darlington-Schaltung Das Super-Triplet Anmerkungen zur Gleichstromversorgung von Verbundtrans i s toren 446 Übungsaufgaben Rückkopplung Einführung Allgemeine Grundlagen, v>,,, Rückkopplungs-Schaltungen 463 Übungsaufgaben 468

6 15 Stabilität Grundl agen Analytische Stabilitätsprüfung Das Nyqui'st-Kriterium Das Bode-Diagramm 491 Übungsaufgaben Der Operationsverstärker Allgemeines Grundsätzliche Betrachtungen Die Eingangsstufe Die Endstufe Die Potentialverschiebungsstufe Kompensation Begrenzung des Spannungsanstiegs durch Nichtlinearitäten Ein Modell für reale Operationsverstärker 539 Übungsaufgaben Schaltungen mit Operationsverstärkern Vorbemerkungen Grundschaltungen mit Operationsverstärkern Invertierende Schaltungen Nichtinvertierende Schaltungen Oszi 11 atoren Aktive Filter Nichtlineare Schaltungen mit Operationsverstärkern Präzisionsgleichrichter Logarithmier- und Delogarithmier-Schaltung Multiplizier-, Dividier- und Radizier-Schaltung Spitzenwert-, Mittelwert- und Effektivwert-Gleichrichtung Der Komparator Einführung Die Schmitt-Trigger-Schaltung Der astabile Multivibrator Der monostabile Multivibrator 582

7 Übungsaufgaben Die Verwendung von Transistoren als Schalter AI 1 gemeines Schalter mit Bipolar-Transistoren Grundlegende Betrachtungen Schaltgeschwindigkeit Schalter mit Feldeffekttransistoren Sperrschicht-Feldeffekttransistoren MOS-Feldeffekttransistoren Logische Schaltungen Einlei tung Die Widerstand-Transistor-Logik (RTL) Die Diode-Transistor-Logik (DTL) Die Transistor-Transistor-Logik (TTL) Die Emitter-gekoppelte Logik (ECL) Aufbau von Gattern mit MOS-Transistoren 639 Lösungen der Übungsaufgaben 643 Literaturhinweise 672 Sachwortverzeichnis 674