Inhaltsverzeichnis.

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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort Allgemeine Grundlagen Die unterschiedlichen Abstraktionsebenen Beschreibungsmöglichkeiten Keine Superposition bei nichtlinearen Schaltungen Impulse und Übergangsfunktionen Impulse und ihr Spektrum Die Unschärferelation der Informationstechnik Schaltvorgänge in linearen passiven Schaltungen Grundschaltungen mit nur einem Energiespeicher Das Differenzierglied Das Integrierglied Kompensierter Spannungsteiler Leistung und Energie in nichtlinearen Schaltungen Maximale Leistungsübertragung von einem nichtlinearen Generator zu einem nichtlinearen Verbraucher Nichtlineare Energiespeicher Schaltungen mit nichtlinearen Zweipolen Der allgemeine nichtlineare Zweipol Die pn-diode Berechnung von Schaltvorgängen in Diodenschaltungen Diode, Widerstand und Spannungssprung Diode, Kapazität und Spannungssprung Diode, Kapazität und Stromsprung Das Arbeiten mit statischen Kennlinien Definition von Kennlinien Stückweise lineare Kennlinien Problemstellung und elementare, geknickte Kennlinien 96

2 6 Inhalt Synthese von Schaltungen mit Dioden (Kennlinienapproximation mit technisch idealen Dioden) Analyse von Schaltungen mit Dioden (Kennnlinienkonstruktion von Schaltungen mit technisch idealendioden) Die Analyse von Diodengattern Dioden-UND-Gatter Dioden-ODER-Gatter Die Hintereinanderschaltung von UND- und ODER-Schaltungen Dynamisches Verhalten von pn-dioden Durchlaßbereich Das Sperren von Dioden Schaltungen mit bipolaren Transistoren Allgemeine Beschreibung Die Grundgleichungen von Ebers und Moll Das Injektionsersatzschaltbild Die physikalisch richtige Stromrichtung Kennlinien des bipolaren Transistors Weitere Ersatzschaltbilder Genaue Berechnung einfacher Schaltungen Temperaturabhängigkeit der Transistorgrößen Häufige Vereinfachungen und Ergänzungen im Transistor-Ersatzschaltbild Vereinfachungen und Erweiterungen Ergänzungen Der Transistor als Schalter Relais und Transistor Der Transistor mit ohmscher Last Der Transistor mit kapazitiver Last Der Transistor mit induktiver Last Kapazitive Ansteuerung eines Transistors Gatter mit Transistoren Der Inverter Die ideale SpÜK für logische Schaltkreise NULL- und EINS-Bereiche bei invertierenden Gattern 188

3 Inhalt Schaltkreisfamilien (Transistor-Gatter mit mehreren Eingängen) Thyristor (Vierschichtdiode) Die Analyse dynamischer Vorgänge in bipolaren Transistoren mit dem Ladungssteuerungsmodell Rechenansatz der Ladungssteuerungstheorie Anwendungsbeispiele Verhalten im übersteuerten Zustand (Sättigung) Ersatzbilddarstellung Kleinsignalverhalten Betrachtungen über die Konstanz der Großsignalparameter Schaltungen mit Feldefl'ektransistoren (MOSFET) Anfänge der Technik Prinzip des MOSFET Widerstandsbereich Abschnürbereich Steuer-Kennlinie Komplementäre Transistoren Spannungsgesteuerter Widerstand Endliche Steigung im Abschnürbereich Schwellspannung und Substratvorspannung Vollständiges Großsignal-Ersatzschaltbild Die Problemstellung Symmetrische Darstellung der Transistor-Gleichungen Vollständiges Ersatzschaltbild mit antiparallelen Stromquellen Der MOSFET-Inverter Das statische Verhalten eines Inverters Das dynamische Kleinsignal-Verhalten eines MOSFET Inverter mit ohmscher und kapazitiver Last Inverter mit Transistor-und Kapazitätslast Inverter mit Anreicherungs- und Verarmungstransistoren MOSFET-Gatter Statische NAND- und NOR-Schaltungen 272

4 8 Inhalt Dynamische Inverter und Gatter Gatter mit komplementären MOS-FETs (CMOS-Technik) Leistung und Schaltzeit bei CMOS Elementare Digitalschaltungen Die symmetrische bistabile Kippschaltung (Flip-Hop) Bestimmung der Schleifenverstärkung V Schleifenverstärkung und Sättigungsbedingung des Flip-Flops Asynchrones RS-Flipflop Synchrones RS-Flipflop D-Flipflop T-Flipflop JK-Flipflop Master-Slave-Flipflop Triggervorgang und SpÜK Die symmetrische astabile Kippschaltung Monostabile Kippschaltung Die unsymmetrische bistabile Kippschaltung (Schmitt-Schaltung) Sägezahngenerator Prinzip Miller-Generator Bootstrapgenerator Elementare Analogschaltungen Der Operationsverstärker Die idealen Eigenschaften Die Schaltung Die realen Eigenschaften Elementare Schaltungen mit dem Operationsverstärker Invertierender Verstärker Addierer mit Vorzeichenumkehr Nichtinvertierender Widerstandsverstärker Addierer ohne Vorzeichenumkehr Spannungs-Strom-Wandler 323

5 Inhalt Strom-Spannungs-Wandler Differenzverstärker Analoger Integrator Eigenschaften der Schaltung Der Analogrechner Aktive Filter (RC-Filter) Tiefpässe Transformationen Aktives Resonanzkreis-Bandfilter Präzisionsgleichrichter Die Präzisionsdiode Der Begrenzer Schneller Einweg-Gleichrichter (AM-Demodulator) Schneller Zweiweg-Gleichrichter (Betragsbildung) Der Spitzen-Detektor Schaltungen zur Abtastung Abtast-und Halteschaltungen Lineares Dioden-Tor Lineares Transistor-Tor Multiplexer und Demultiplexer Impedanz-Vorzeichen-Wandler Logarithmischer und exponentieller Verstärker Grundschaltung Anwendung beim analogen Multiplizieren D/A-und A/D-Wandler Der Komparator Grundschaltung Rechteckwellen Regenerierverstärker (Schmitt-Schaltung) Rechteckwellen-Generator Zweiphasenverstärker Modulation und Demodulation Modulationsarten AM mit Zweiphasenverstärker 370

6 10 Inhalt AM mit Zerhacker Oszillatoren Die elementare Theorie Der Phasenverschiebungs-Oszillator Prinzip des Hartley- und Colpitts-Oszillators Der Wien-Brücke-Oszillator Der Quarz-Oszillator Zur Feinstruktur des Operationsverstärkers 384 Anbang 395 Literaturhinweise 397 Stichwortverzeichnis 405