Elektronische Schaltungstechnik

Transkript

1 Prof. Dr. sc. techn. Roland Köstner Prof. Dr.-Ing. habil. Albrecht Möschwitzer Elektronische Schaltungstechnik 5., stark bearbeitete Auflage IJJ VEB VERLAG TECHNIK BERLIN

2 Inhaltsverzeichnis Schreibweise und Formelzeichen der wichtigsten Größen Grundlagen der elektronischen Schaltungstechnik Bauelemente Widerstände Kondensatoren Induktivitäten Halbleiterdioden Bipolartransistoren Feldeffekttransistoren Grundzüge der Stromkreisberechnung Die Kirchhoffschen Sätze Strom- und Spannungsteilerregel Grundstromkreis Einfache RLC-Netzwerke Tiefpaß Hochpaß Resonanzkreis (Bandpaß) Rauschverhalten von Bauelementen und Schaltungen Grenzwerte von Bauelementen und Schaltungen 33 X Grundschaltungen der Analogtechnik Merkmale der Analogtechnik Gleichrichterschaltungen Einweggleichrichterschaltungen Zweiweggleichrichterschaltungen Mittelpunktschaltungen Brückenschaltungen Spannungsvervielfacher Siebschaltungen Referenzspannungsquellen Schaltungen mit Dioden und Bipolartransistoren Schaltungen mit MOS-Feldeffekttransistoren Stromquellen Schaltungen mit Bipolartransistoren für Üi = Schaltungen mit Bipolartransistoren für Ü t = Schaltungen mit MOS-Feldeffekttransistoren Präzisionsstromquellen Schaltungen zur Potentialverschiebung Verstärkerstufen Statisches Verhalten - Arbeitspunkteinstellung Kleinsignalverhalten 75

3 Inhaltsverzeichnis Verstärkervierpol ohne Gegenkopplung Verstärkervierpol mit Gegenkopplung Emitterschaltung Kollektorschaltung (Emitterfolger) Basisschaltung Sourceschaltung Drainschaltung (Sourcefolger) Gateschaltung Darlington-Schaltung (Kaskadenschaltung) Kaskodeschaltung Mehrstufige Anordnungen Differenzverstärkerstufen Grundsätzlicher Aufbau und Dimensionierung Differenzverstärker mit hoher Gleichtaktunterdrückung Übergang von symmetrischer zu asymmetrischer Signalverarbeitung (phasenaddierende Schaltungen) Differenzverstärker mit regelbarer Verstärkung Differenzverstärker mit Begrenzerverhalten Differenzverstärker als Multiplizierer Differenzverstärker mit MOS-Feldeffekttransistoren Ausgangsstufen Eintaktanordnungen Gegentaktanordnungen Selektiwerstärkerstufen Verstärker mit verteilter Selektion ' Verstärker mit konzentrierter Selektion Aktive J?C-Filter Oszillatoren Grundsätzlicher Aufbau und Schwingbedingung LC-Oszillatoren ijc-oszillatoren Frequenzstabilisierte Oszillatoren (Quarzoszillatoren) Gesteuerte Oszillatoren (VCO, CCO) Aufgaben Integrierte Analogschaltkreise und deren Anwendung Operationsverstärker Prinzipielle Eigenschaften von Operationsverstärkern Aufbau von Operationsverstärkern Operationsverstärker mit Eintaktendstufe Operationsverstärker mit Gegentaktendstufe Operationsverstärker mit Feldeffekttransistoren Vergleich der Kennwerte idealer und realer Operationsverstärker Betriebsverhalten von Operationsverstärkern Invertierender Operationsverstärker Nichtinvertierender Operationsverstärker Kompensation von Eingangsfehlergrößen Frequenzgang und Frequenzgangkompensation Einsatzmöglichkeiten von Operationsverstärkern 189

4 8 Inhaltsverzeichnis 3.2. Leistungsverstärker Leistungsverstärker mit Gegentakttransistoren gleicher Zonenfolge Leistungsverstärker mit Gegentakttransistoren komplementärer Zonenfolge Stromgegengekoppelte Emitterschaltung als Eingangsstufe Dififerenzverstärker als Eingangsstufe Leistungsverstärker für hohe Ausgangsleistungen (Leistungs-Operationsverstärker) Leistungsverstärker mit sehr hohem Wirkungsgrad (D-Verstärker) ZF-Verstärker AM-ZF-Verstärker FM-ZF-Verstärker Demodulatoren AM-Demodulatoren FM-Demodulatoren Phasenregelkreise (PLL) Aufbau und Wirkungsweise von Phasenregelkreisen Einsatzmöglichkeiten von Phasenregelkreisen Stromversorgungsschaltungen Prinzipielle Möglichkeiten der Spannungsstabilisierung Aufbau von Spannungsstabilisatoren Stabilisatoren mit fest eingestellter Ausgangsspannung Stabilisatoren mit frei einstellbarer Ausgangsspannung Aufgaben Grundschaltungen der Digitaltechnik Grundlagen der Digitaltechnik Grundzüge der Schaltalgebra Informationsdarstellung in der binären Digitaltechnik Rechnen mit Dualzahlen Der Inverter als Elementarstruktur digitaler Schaltungen MOS-Inverter EE-, ED- und CMOS-Inverter Weitere MOS-Inverter Bipolarinverter TTL-Inverter ECL-Inverter L-Inverter Kombinatorische Logikschaltungen MOS-Gatter (mit Beispiel Volladder) TTL-Gatter (mit Beispiel BCD-Dekoder) ECL-Gatter I 2 L-Gatter (mit Beispiel Multiplexer) Sequentielle Grundschaltungen /JS-Flipflop D-Flipflop (Data latch) /JsT-Flipflop r-flipflop Schieberegisterzellen Statische Schieberegisterzellen 257

5 Inhaltsverzeichnis Dynamische Schieberegisterzellen Speicherzellen Statische Speicherzellen Dynamische Speicherzellen Trigger und Vibratoren Schmitt-Trigger Monostabiler Vibrator (Monoflop) Astabiler Vibrator (Multivibrator) Aufgaben Komplexe Digitalschaltungen in TTL-Technik Elektrische Eigenschaften von TTL-Schaltkreisen Beschaltung nichtbenutzter Eingänge, Schutz gegen Überspannung Zähler und Teiler Schieberegister Dekoder und Multiplexer Arithmetikschaltungen Aufgaben Hochintegrierte Mikrorechnerschaltkreise in MOS-Technik Mikroprozessorsysteme Der CPU-Schaltkreis U 880 bzw. Z 80-CPU Aufbau und Funktion Befehle und Programmierung Der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis U 855 bzw. Z 80-PIO Aufbau und Funktion Programmierung Halbleiterspeicher Überblick ROM/PROM EPROM RAM Statische MOS-RAMs Dynamische MOS-RAMs Aufgaben AD- und DA-Konverter Allgemeine Grundlagen DA-Konverter (DAC) AD-Konverter (ADC) Parallelverfahren (word at a time) Sequentielle Wägeverfahren (bit at a time) Zählverfahren (level at a time) Integrierte DA- und AD-Konverterschaltkreise und ihre Anwendung DA-Konverterschaltkreise AD-Konverterschaltkreise 301 Literaturrerzeichnis 304 Sachwörterrerzeichnis 308