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1 Günter Kemnitz Technische Informatik Band 1: Elektronik < } Springer

2 Schaltungen im stationären Zustand Physikalische Grundlagen Energie, Potenzial und Spannung Strom Ohmsches Gesetz Verlustleistung und Inbetriebnahmeregeln Zusammenfassung und Übungsaufgaben Mathematische Grundlagen Aufstellen der Knoten- und Maschenglcichungcn Lineare Zweipole Aufstellen und Lösen des Glcichungssystems Nützliche Vereinfachungen Gesteuerte Quellen Bauteile mit einer nichtlinearen Strom-Spannungs- Beziehung Vernachlässigte Leitungs- und Isolationswiderstände Zusammenfassung und Übungsaufgaben Handwerkszeug Zusammenfassen von Widerständen Spannungsteiler Stromteiler Helmholtzsches Überlagerungsprinzip Zweipolvereinfachung Zusammenfassung und Übungsaufgaben Schaltungen mit Dioden Anzeige von Logikwerten mit einer Leuchtdiode Gleichrichter Nachbildung von Spannungsquellen Logikschaltungen Zusammenfassung und Übungsaufgaben Schaltungen mit Bipolartransistoren 60

3 1.5.1 Einfacher Spannungsverstärker Verbesserter Spannungsverstärker Differenzverstärker Stromquelle, Stromspiegel Transistorinverter Dioden-Transistor-Gatter Spannungsstabilisierung mit einem Längsregler Zusammenfassung und Übungsaufgaben Schaltungen mit MOS-Transistoren Verstärker Schalten und Steuern von Ausgabeelementen CMOS-Gatter Speicherzellen Zusammenfassung und Übungsaufgaben Schaltungen mit Operationsverstärkern Nichtinvertierender Verstärker Invertierender Verstärker Analoge Addition und Subtraktion Komparator und Schmitt-Trigger Digital/Analog-Umsetzer Analog/Digital-Umsetzer Zusammenfassung und Übungsaufgaben 120 Zeit veränderliche Spannungen und Ströme Kapazitäten und Induktivitäten Kapazität Induktivität Gegeninduktivität Parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten Zusammenfassung und Übungsaufgaben Zeitdiskrete Modellierung Zurückführung auf bekannte Ersatzschaltungcn Gleichrichter mit Glättungskondensator Schaltnetzteile Simulation einer H-Brücke mit induktiver Last Simulation einer Kette von CMOS-Invertern Zusammenfassung und Übungsaufgaben Geschaltete Systeme Sprungantwort Das geschaltete RC-Glied Transformation in ein geschaltetes RC-Glied Abschnittsweise Annäherung durch geschaltete RC-Glieder Das geschaltete RL-Glied Transformation in ein geschaltetes RL-Glied 174

4 xiii Abschnittsweise Annäherung durch geschaltete RL-Glieder ' RC-Oszillator Zusammenfassung und Übungsaufgaben Schaltungen im Frequenzraum Signale im Frequenzraum Komplexe Spannungen, Ströme und Widerstände Von der Schaltung zum Glciehungssystem Schaltungsumformungen und Vereinfachungen Transistorverstärker im Frequenzraum Operationsverstärker im Frequenzraum Die zeitdiskrete Fourier-Transformation Messen des Frequenzgangs Zusammenfassung und Übungsaufgaben 223 Fortgeschrittene Themen Halbleiterbauelemente Bewegliche und unbewegliche Elektronen Leiter, Nichtleiter und Halbleiter Dotierte Halbleiter pn-übergang Bipolartransistor MOS-Transistor Zusammenfassung und Übungsaufgaben Integrierte digitale Halbleiterschaltungen Frei strukturierte Schaltungen Schaltungsbeispiele Zeitverhalten Geometrischer Entwurf Blockspeicher Festwertspeicher Programmierbare Logikschaltkreise Zusammenfassung und Übungsaufgaben Elektrisch lange Leitungen Ersatzschaltung Die Wellengleichung und ihre möglichen Lösungen Wellenwiderst and Reflexion Informationsübertragung Die Sprungantwort verzerrungsfreier Leitungen Messen der Signallaufzeit und des Wellenwiderstands Zusammenfassung und Übungsaufgaben 317

5 xiv Inhaltsverzeichnis 4 Lösungen zu den Übungsaufgaben Physikalische Grundlagen Mathematische Grundlagen Handwerkszeug Schaltungen mit Dioden Schaltungen mit Bipolartransistoren Schaltungen mit MOS-Transistoren Schaltungen mit Operationsverstärkern Kapazität und Induktivität Zeitdiskrete Modellierung Geschaltete Systeme Schaltungen im Frequenzraum Halbleiterbauelemente Integrierte digitale Halbleiterschaltungen Elektrisch lange Leitungen 373 Sachverzeichnis 377 Literaturverzeichnis 385

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