U R. U R = maximale Sperrspannung

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1 iode chalzeichen: k a N ioden Kennlinie / enzwee: 5 pebeeich F ma uchlassbeeich µa 0.6 F maximale pespannung M maximale pizenspespannung F maximale uchlassom FM maximale pizenduchlassom TOT elusleisung T J maximale peschichemp. ( Juncion Temp. ) T mgebungsempeau Wid eine iode nich mi sinusfömige, sonden mi eine echeckfömigen eiebsspannung beieben, so muss die zulässige mpulsbelasbakei beache weden. Tempeauvehalen: Mi seigende Tempeau nimm de pesom sak zu. Mi seigende Tempeau wid de uchlasswidesand geinge. aische uchlasswidesand: F F F F F F a. uchlasswid. in Ω uchlasspannung in uchlassom in A e saische uchlasswidesand is de leichsomwidesand eine iode. is nich konsan und häng vom gewählen Abeispunk ab. ynamische uchlasswidesand: F F F F F F yn. uchlasswid. in Ω pannungsändeung in omändeung in A pewidesand: pewidesand in Ω pannung in peichung in om in peichung in A elusleisung: F F υ j υ hj F υ j υ hj elusleisung in W pannung in uchlassichung in peschichempeau in mgebungsempeau in Wämewidesand zwischen peschich und mgebung eie

2 iode chalzeichen: k a Allgemeines: ioden Kennlinien: ioden weden in peichung beim eichen de enespannung niedeohmig. m uchlassbeeich vehalen sie sich wie nomale iioden. e niedeohmige usand in peichung wid duch zwei ffeke hevogeufen, duch den eneeffek und duch den Lawineneffek. e Abeisbeeich eine iode veläuf zwischen min und max. ine iode sabilisie um so besse, je seile die Kennlinie im Abeisbeich veläuf. / 5 3 eeich F /ma /ma uchlassbeeich min max F / eneeffek: ie pespannung veusach ein elekisches Feld in de peschich. Mi seigende pespannung wid die Feldsäke des elekischen Feldes imme gösse. as elekische Feld üb Käfe auf die in den Kisallbindungen befindlichen lekonen aus. Wid die Feldsäke zu goss, können sich viele in ihen indungen nich meh halen. ie weden aus den indungen heausgeissen und sehen jez als feie lekonen de ildung eines omes zu efügung. ie peschich enhäl feie Ladungsäge. s gib ioden mi enespannungen von bis 600. Lawineneffek: ie duch den eneeffek feigemachen lekonen weden duch das elekische Feld sak beschleunig. ie bekommen eine gosse negie und schlagen andee lekonen aus ihen indungen. ie peschich is jez mi feien Ladungsägen übeschwemm. pebeeich, Knickbeeich, uchbuchbeeich: ie Kennlinie eine iode in peichung beseh aus dem pebeeich, dem Knickbeeich und dem uchbuchbeeich. ioden mi höhee enespannung besizen einen kleineen Knickbeeich. Aus dem Ansieg de uchbuchskennlinie ehäl man den diffeenziellen Widesand : as Tempeauvehalen von ioden: pannungsändeung omändeung diffeenielle Widesand < 6: ioden haben einen neg. Temp.koeffizienen ( wid kleine bei Tempeauansieg) > 6: ioden haben einen pos. Temp.koeffizienen ( wid gösse bei Tempeauansieg) abilisieungsfako: * vo pannungssabilisieungsfako * ingangsspannungsändeung pannung bei Tempeauehöhung: zwam pannung bei höheen Tempeauen als bei 5 wam 5 ( TKuz T) 5 Nennspannung de iode bei 5 T Kuz Tempeaubeiwe iode in /K T Tempeauehöhung in K imensionieung des owidesandes: vo L vomax max min min Lmax vo L owidesand unsabilisee ingangsspannung enespannung om de iode Lassom eie

3 iode vomin max max ( ) Lmin vo max elusleisung: o ϑj ϑu hj o vo Leisung am vo vomax maximale owidesand min minimale ingangsspannung max maximale enesom Lmin minimale Lassom ϑ j ϑ u hj peschichempeau in mgebungsempeau in Wämewid. zwischen peschich und mgebung Lichemiieende ioden (L): ie lichemiieende iode is, wie alle ioden, aus eine p und eine nchich aufgebau. ie Wellenlänge und dami auch die Fabe des abgesahlen Lichs häng von de A des vewendeen Halbleiemaeials ab. ie veschiedenfabigen Led s müssen mi veschiedenen pannungen angeseue weden. (gn ca..8, ge ca..6, ca..5, bl ca..5). ine L emiie (sende aus) opische ahlung im uchlassbeeich. ie ahlung kann im sichbaen, ode im eeich liegen! pespannug bei ca. 5. XX Fabangabe z. bl. XX Foodiode: ie peschich eine Foodiode is dem Lich zugänglich. Wenn auf die peschich kein Lich komm, fliess duch die pn peschich wie bei eine nomanlen iode ein pesom. Tiff Lich auf die peschich, fliess ein zusäliche Foosom. Foodioden weden meis in peichung beieben. e pesom ( Foosom) nimm linea zu äke de eleuchung zu. Kapaziäsdiode (aicap): Jede in peichung beiebene pnübegang ha eine peschich Kapaziä. ei den Kapaziäsdioden wid diese peschichkapaziä als spezielle igenschaf ausgenuz. Kapaziäsdioden weden in peichung beieben. ie eeie de peschich kann duch die össe de pannung vaiie weden Kapaziäsändeung. chokyioden: ie choky iode ha kein pilizium sonden eine auf dem nilizium liegende Meall elekode. azwischen befinde sich die aumladungszonde. ie chokyioden schalen seh schnell und haben eine seh kleine chleusenspannung (< 0.4) Man ha kleine elusleisungen. eie 3

4 pannungssabilisieung pannungssabilisieung ( L konsan, veändelich): A in MN L L A A A0 v cons L A nehalb de pannung seig die Ausgangsspannung opoional zu ingangsspannung an. eich, so seig A nich meh an. Wid noch gösse, dann wid gösse. ie omaufnahme is unabhängig von L. L und halen sich die Wage. o vmin in ma MAX L Max. elusleisung de iode (bei max ) max max max enespannung in enesom in A Max. elusleisung in W elusleisung in W pannung de iode in om de iode in A pannungssabilisieung ( F konsan, L veändelich): A in min A L v L ges. A L o A max ie ingangsspannung eil sich in und auf. e fliessende esamsom in und L. ie öme und L vehalen sich wie eine Waage. in ma ami die iode nich übelase wid: max min L max Max. elusleisung de iode (bei L ) ( ) max min Lmax L pannung de iode in om de iode in A Lassom de iode in A elusleisung in W eie 4

5 inweggleichicheschalung Mi ohmsche elasung: ei eine inwegleichicheschalung mi ohmsche Las enspich de elauf de Ausgangspannung A dem elauf des omes. A * L A _ L A leichspannungsanei leichsomaneil: Welligkeisspannung: Welligkei: p eff _ π. p _ π W.. * _ 054. * w w. _ eff Mi kapaziive elasung und omennahme: A A L A L L α α T Lad T n T Lad Ohne L : A Û _ Mi L : Keine ein kapaziive elasung, unensehende Fomeln vewenden. Wähend des nladezeiaumes: i i L omflusswinkel ode Ladewinkel α imme zwischen 60 und 90. e Lassom L is popoional de pannung A. eff 09. * _ eff 5.* _ 5.* _ W ωg* L eff *cosα _ 07. _ w ω g α Wähend des Ladezeiaumes: i i i L leichspannungsaneil de Ausgangspannung ffekivwe des iodensomes Welligkeisspannung / ffekivwe Keisfequenz de undschwingung omflusswinkel eie 5

6 ückengleichicheschalung / äz Mi ohmsche elasung: os. Halbwelle Neg. Halbwelle A _ L A leichspannungsaneil: leichsomaneil: Welligkeisspannung: Welligkei: * p eff _ π. p _ 064. * eff π w * _ * w W _ eff Mi kapaziive elasung und omennahme: Fü die leichicheschalungen mi nich ein kapaziive elasung weden fü einen mileen omflusswinkel folgende leichungen angegeben: eff eff 085. * _ 75. * _ 4. * _ W. * _ ω * g _ leichspannungsaneil de Ausgangspannung _ leichsomaneil des Ausgangssomes ffekivwe des iodensomes ω g Keisfequenz de undschwingung e leichspannungsaneil de Ausgangsspannung kann fü alle dei leichicheschalungen nach de folgenden Fomel vewende weden: _ eff *cosα 07. α omflusswinkel eie 6

7 elonschalung / illadschalung elonschalung: gl L Leelaufspannung max. iodenspannung ummspannung bei f gl 4. eff 04. f f Nez gl gl L eff ss f Nez f Ausgangsgleichspannung ffekivwe de ingangswechselspannung Ausgangsgleichsom ffekivwe des ingangswechselsomes Ladekondensao ffekivwe de ummspannung pizenpizenwe de ummspannung Nezfequenz Fequenz de ummspannung illadschalung: Leelaufspannung max. iodenspannung ummspannung. L gl 05. n M f eff f f Nez gl... n gl M L beff bss f Nez f n Ausgangsgleichspannung ffekivwe de ingangswechselspannung Ausgangsgleichsom ffekivwe des ingangswechselsomes max. iodenspespannung Ladekondensao [ F ] ffekivwe de ummspannung pizenpizenwe de ummspannung Nezfequenz Fequenz de ummspannung Anzahl ioden eie 7

8 Mielpunkweiwegleichiche / ummspannung Mielpunkweiwegleichicheschalung: Mi ohmsche elasung: os. Halbwelle Neg. Halbwelle * A _ L A Fü die Mielpunkweiwegleichicheschalung egeben sich dieselben leichungen wie fü die ückenleichicheschalung (eie4), wenn als ingangsspannung nu die pannung zwischen einem äusseen unk de ekundäwicklung und de Mielanzapfung angenommen wid. * * Mi kapaziive elasung und omennahme: leiche Fomeln wie ückenleichicheschalung mi kapaziive elasung (eie 7). ummspannung: ie hine einem Nezgleichiche sehende leichspannung is mi eine Wechselspannung übelage. iese Welligkei nenn man ummspannung. k * L L k Lassom eff ode pp de ummspannung Lade ode läungskondensao chalungskonsane siehe unensehende Tabelle chalung inweg Mielpunk ücke edopple Kaskade fü eff k 4.8*0 3.8*0 3.8*0 3 bei in s f fü ss k 4*0 3 7*0 3 7* * f in s iese Fakoen gelen nu fü 50 Hz Nezfequenz! Theoeisch is die össe des Ladekondensaos unbegenz. n de axis daf eine besimme össe nich übeschien weden, um den leichiche nich zu zesöen. ie össe des zulässigen Ladekondensaos is aus den aenbläen fü leichiche zu ennehmen. eie 8

9 Tansiso ymbole und ezeichnung: N N 0. n p n N 0. p n p : asis : Kolleko : mie e ipolatansiso is ein somgeseuees auelemn und ha einen posiiven Tempeaukoeffizienen. aisches Kennwee: aische Kennwee geben Auskunf übe das leichsomvehalen eines Tansisos: hf leichsomvesäkung Kollekosom in A asissom in A * * f β * T f f T b f pannung Kolleko mie in pannung asis mie in pannung asis Kolleko in leichsomleisung in W pannung Kolleko mie in Kollekosom in A pannung asis mie in asissom in A Tansifequenz in Hz omvesäkung enzfequenz in Hz ynamische Kennwee: > Tangene ie dynamischen Kennwee eines Tansisos gelen nu fü einen besimmen Abeispunk und eine besimme Fequenz. ie Kenngössen fü einen besimmen Abeispunk lassen sich aus den Kennlinien emieln. eie 9

10 Tansiso h e ei konsan β he ei konsan h e ei konsan h e ei konsan ingangswidesand in Ω asisspg.ändeung in asissomändeung in A β omvesäkung Kollekosomändeung in A asissomändeung in A Ausgangswidesand in Ω Kollekomiespg.ändeung in Kollekosomändeung in A pannungsückwikung asismiespg.ändeung in Kollekomiespg.ändeung in Kennlinien: omvesäkungskennlinien Ausgangskennlinien Ausgangskennlinie (. Quadan): ingangskennlinien enzwee: β äigungsbeeich 50 µa 40 µa 30 µa 0 µa pannungsückwikung e usammenhang f ( ) bei konsan wid als Ausgangskennlinie(n) des Tansisos bezeichne. ie zeigen, dass de Kollekosom fas nu vom asissom besimm wid. omseuekennlinie (. Quadan): e usammenhang f( ) bei Konsan wid als omseuekennlinie bezeichne. ingangskennlinie (3. Quadan): e usammenhang f ( ) bei konsan wid als ingangskennlinie des Tansisos bezeichne. ie veläuf wie bei eine iliziumdiode. pannungsückwikung (4. Quadan): iese ückwikung is unewünsch. Je flache die Kuve, deso besse. eim Übescheien diese enzwee kann de Tansiso zesö weden. ie wichigsen weden vom Heselle angegeben. o max OA e sichee Abeisbeeich (afe Opeaing Aea) is de eeich, in dem de Tansiso beieben weden daf, ohne dass e zesö wid. wid begenz duch max, max und max. iese Wee sind enzwee und düfen nich übeschien weden! max eie 0

11 Tansisoundschalungen mieschalung Kollekoschalung asisschalung ohne ( β * ) β u * β * u ohne : β * i i β p u * i * ( β * ) i β u u β * β * ( β ) i i β p u * i β u u β * β * β i β i p u * i p β p u p β * ϕ 80 ϕ 0 ϕ 0 andaschalungen fü NFund HFchalungen u, i, p goss mpedanzwandle NF ingangsufen i, p goss, u < * HFesäke besondes bei f > 00 MHz i < i omvesäkung u pannungsvesäkung p Leisungsvesäkung Wechselsomingangswidesand Wechselsomausgangswidesand β h e ; /h e ; h e eie

12 Abeispunkeinsellung ogehen beim emissionieen eines Abeispunkes:.) peisung definieen:.) Tansiso auswählen: 3.) esäkung definieen: 4.) Abeispunk besimmen: 5.) Abeispunk einsellen: 4 β & besimmen > 00 ma & beechnen Name asisvowidesand asisspannungseile owidesand Kolleko / asis chalung Fomel q q β π * fgu * ( i) q q q * q q weck de Windesanände: ; : : : Abeispunkeinsellung Wandlung KAbeispunksabilisieung eie

13 s f d Tansiso als chale / elusleisung Tansiso als chale: 3 ei unk is die Tansisosecke hochohmig. (e Tansiso spe.) ie pannung am Kolleko enspich ungefäh de peisespannung. ei unk leie de Tansiso. ie omvesäkung is "nomal", d.h. ewa 00. als Las als Las L als Las Mi Feilaufdiode ei unk 3 fliess ein gössee om in die asis. ie pannung eeich einen Tiefswe. ie omvesäkung is minim. ie Kollekodiode wid in uchlassichung beieben, de Tansiso wid übeseue. Übeseueung: ü 0 * β ü Übeseueungsfako asächliche asissom in A 0 efodeliche asissom in A m übeseueen eieb weden meh Ladungsäge in die asis gefüh als fü die äigung nowendig sind. ie asis wid übeseue. n diesem Fall wid die esäkung kleine. chalzeien: 00% 90% 0% d f s elayime Fallime oageime iseime aus ein elusleisung: Wenn de Tansiso spe, dann lieg eine gosse pannung übe ihm. s fliess kein om. ie elusleisung beäg demnach: Wenn de Tansiso leie, dann fliess ein gosse om duch ihn, die pannung wid abe nie ganz null. ie elusleisung beäg: m Momen, wo de Tansiso geade schale, is sowohl eine pannung übe ihm, als auch ein om fliess. n diesem Momen beechne sich * die Leisung demzufolge wobei und jeweils Höchswee sind * 0 * * * 0. * eie 3

14 chalzeien / KQ / KQ chalzeien: ie in und Ausschalzeien eines Tansisos können mi einem eschleunigungskondensao vekleine weden: chalen mi veschiedenen Lasen: pule: chädliche eak beim Ausschalen wegen selbsindukion > Feilaufdiode Kondensao: chädliche eak beim einschalen wegen Kuzschluss > kann nich vehinde weden pannungssabilisieung (KQ): L max min min max L min max ie abiliä de Ausgangspannung wid besimm duch die Konsanz von und. e oeil diese chalung: s können gössee Leisungen ennommen weden als bei iodenabilisieungen. max min omsabilisieung (KQ): L L max min min max min max max min eie 4

15 Fe Allgemeine igenschafen: ine chaakeisische igenschaf alle FT s is ih seh hochohmige ingangswidesand. beäg bei den peschichft s ewa 0 9 Ω und bei den MosFT s soga ewa 0 5 Ω ie eueung des Fe s efolg nahezu Leisungslos. Anwendung von Feldeffekansisoen: insaz als chale Audio esäke omquellen (KQ) negiee chalungen ( s) Übesich und ezeichnungen: s gib seh uneschiedliche auaen von Feldeffekansisoen.undsäzlich weden zwei uppen uneschieden: peschichft s > JFT s ode NFT s solieschichft s > MOFT s ode FT s Tempeaukoeffizien: ei seigende Tempeau seig de Widesand Wichige englische Wöe: admiance cheinleiwe gae To ambien mgebung geneal pupose allg. ewendung beakdown uchbung inechangeable ausauschba cu off abschneiden juncion peschich conducance Leiwe limiing begenzen channel Kanal maximum aings enzwee cuen om peak value pizenwe dissipaion Absahlung evese ückwäs dain enke, Abfluss souce Quelle depleaion eamung heshold chwelle enhancemen Aneicheung ansfe Übeagung feedback ückwikung value We fowad vowäs volage pannung Anschlüsse und ezeichnungen de Feldeffekansisoen is auf einige ondefomen haben Feldeffekansisoen dei Anschlüsse: ouce (Quelle) : Hie fliessen die Ladungsäge in den Kanal (enspich dem mie beim ipolatansiso). ain (Abluss) ae (To) : Hie fliessen die Ladungsäge aus dem Kanal heaus (vegleichba mi Kolleko). : eueanschluss übe dem de Widesand (Queschni) des Kanals geseue wid. eie 5

16 FT Kennlinien / ynamische Kennwee ie Kennlinien und Kennwee:; max max A Abschnügenze A Widesandsbeeich Konsansombeeich max / ynamische Kennwee: y y y y owässeilhei in ainsomändeung in A aeoucepannungsändeung in y Ausgangsleiwe in ainsomändeung in A ainoucepannungsändeung in y Ausgangswidesand in in Ω Ausgangsleiwe in ingangswidesand in Ω aeoucepannung in aeouceessom in A ie elusleisung: o ϑ j ϑ h o h ϑ j ϑ elusleisung in W ainpucespannung in ainsom in A Toale elusleisung in W Wämewidesand zwischen Kanal und mgebung in K/W höchse peschichempeau in mgebungsempeau in Abschnüspannung (Kniespannung): es p es p Knie ode esspannung in aeoucepannung in Abschnüspannung in eie 6

17 Feundschalungen ouceschalung ainschalung aeschalung A i i A i A e e e ( ) e a s a a a a unbelase: unbelase: belase: L e a Wechselsomeingangswidesand in Ω eilhei in A/ y ae oucewidesand in Ω Wechselsomausgangswidesand in Ω ainoucewidesand in Ω pannungsvesäkung eie 7

18 Abeispunkeinsellung / pannungsvesäkung Abeispunkeinsellung: pannungsvesäkung: 05. π f gu π f gu eiebsspannung ain oucespannung ae oucespannung pgsabfall am oucewid ainsom ae oucespizenessom oucekondensao in F Koppelkondensao in F f gu unee enzfequenz in f y eilhei in in A/ /ma /ma Abschnügeade * 6 6 A A.5 / / 3 3 ei >> : pannungsvesäkung Ausgangswechselspannung ingangswechselspannung owässeilhei in A/ Abeiswidesand in Ω Ausgangswidesand in Ω ainsom eie 8

19 KQ mi JFe / owe MosFe e JFT als spannungsgeseuee Widesand: / ma 0 Widesandsbeeich Abschnügenze v A / A A panung übe dem FT in egelbae ainoucewidesand in Ω owidesand in Ω peisespannung in ainsom in A pannungsabfall übe in JFT als Konsansomquelle: Abschnügenze max max Widesandsbeeich Konsan Lmax Lmin max L L L Lmin Lmax L Kons an i k L, Konsan i k aeoucewidesand in Ω aeoucepannung in ainsom, enspich Konsansom in A nnenwidesand de chalung in Ω egenkopplungsfako k 0 bis 00 ie Wichigsen igenschafen von owe MosFe s: ie aeschwelle is nich kompaibel zu 5 Log ie ingangskapaziä veusach obleme bei hohen eschwindigkeien e ON Widesand seig mi de pannungsfesigkei. e ON Widesand seig mi de Tempeau. e owe MO (allgemein) veäg keine Übespannung. wischen ain und ouce is imme eine iode. eie 9

20 Tansisoen Übesich NN Tansiso N N N omvesäkung h e β ingangswidesand h e Ausgangsleiwe he 4 ma 3 ma ma pannungsückwikung h e N omvesäkung h e β ingangswidesand h e Ausgangsleiwe he 4 ma 3 ma ma pannungsückwikung h e NKanal JFT Kanal 3 3 N N N NKanal MOFT selbsspeend Kanal 5 N N N 4 3 NKanal MOFT selbsleiend Kanal 3 3 N N 0 N 0 eie 0

21 OAM / Leelaufvesäkung / undlagen ymbol: nene Aufbau: 8 3 deale igenschafen: nendliche esäkung > 0 nendliche nnenwidesand > ingangssom 0 Ausgangswidesand 0 > KQ open loop in d mi egenkopplung 3d Leelaufvesäkung (openloop gain): N N 8 a a *( 0 ) N weil N N gil: 0 * a * 0 N 0* log a N a 0 * 0 N N f g f f in Hz Ausgangsspannung in esäkungsfako esäkungsfako in d pannung am ingang in pannung am Ningang in iffeenzspannung in leichakvesäkung (common mode gain) & leichakunedückung (common mode ejecion aion): ebinde man beide ingänge, so efolg eine gleichphasige eueung und man ehäl die leichakvesäkung. iese esäkung solle möglichs klein sein. ie leichakunedückung is das ehälnis von Leelaufiffeenzvesäkung zu leichakvesäkung. iese solle möglichs goss sein. l * M M M 0*log 0 MM M * * * * MM 0 M 0 Leelaufvesäkung * 0 Leelaufvesäkung in d l M leichakvesäkung * M leichakvesäkung in d ingangsspannung in Ausgangsspannung in em Ändeung de pg am ingang in MM leichakunedückung * * MM leichakunedückung in d in und Ausgangswidesand: e a e e a a e a e e a a dynamische ingangswidesand in Ω dynamische Ausgangswidesand in Ω ingangswechselspannung in ingangswechselsom in A Ausgangsspannungändeung in Ausgangssomändeung in A eie

22 OpAmp undschalungen nveieende Opeaionsvesäke: f fg ' 0 a * ' 0 Nich inveieende Opeaionsvesäke: 0 * e ' a * ' 0 0 f f g e a esäkung Leelaufvesäkung owidesand egenkopplungswidesand uchisfequenz, hie is ˆ 0 d enzfequenz, is um 3 d kleine gegenübe de bei leichspannung ingangswidesand des OpAmp nnenwidesand esäkung mi egenkopplung egenkopplungswidesand ingangsquewidesand 0 Leelaufvesäkung e ingangswidesand a Ausgangswidesand e ingangswidesand des OpAmp a nnenwidesand iffeenzvesäke: inen iffeenzvesäke, auch ubahiee genann, ehäl man, wenn man beide ingänge eines Opeaionsvesäkes geenn anseue: 3 4 ummievesäke: aus * * 3 4,,, 3, 4 Ausgangspannung ingangsspannung am inveieenden ingang ingangsspannung am nich inveieenden ingang esäkung eschalungswidesände Mi dem ummievesäke, auch Addiee genann, können mehee pannungen addie weden n en,, Ausgangspannung ingangspannungen egenkopplungswidesand owidesände eie

23 negiee / iffeenziee negiee: 0 T0 0 f f inusfömige Anseueung: X esäkung egenkopplungskondensao π * * owidesand Ausgangsspannungsändeung bei f is > X eidiffeenz Fehle! Kein güliges eingebeees Obf uchisfequenz echeckfömige Anseueung: f Fequenz T 0 negaionskonsane * 0 Leelaufvesäkung T 0 * iffeenziee: 0 T 0 0 f f inusfömige Anseueung: X π * * bei f is > X f π * * echeckfömige Anseueung: T 0 * * f f T 0 0 esäkung okondensao egenkopplungswidesand ingangsspannungsändeung eidiffeenz uchisfequenz Fequenz negaionskonsane Leelaufvesäkung eie 3

24 Akive Hochpass / Akive Tiefpass Akive Hochpass: v / d 3 ϕ / f g f T f / Hz e a f / Hz a e ( π f ) f g π ( ) bei f 0Hz : X Ω X esäkung e ingangsspannung in a Ausgangsspannung in f g enzfequenz in Hz f T Tansifequenz in Hz bei f Hz : X 0Ω Akive Tiefpass: v / d 3 ϕ / f g f / Hz 80 e a f / Hz a e ( ) ( π f ) f g π esäkung e ingangsspannung [ ] a Ausgangsspannung [ ] f g enzfequenz [ Hz ] f T Tansifequenz [ Hz ] bei f 0Hz : X Ω eie 4

25 KQ / KQ mi OpAmp /mpedanzwandle / / Wandle Konsanspannungsquelle (KQ): KQ mi nichinveieendem esäke: Fomeln: 3 8 a L a a KQ mi inveieendem esäke: 3 z 8 a L a Fü gössee Ausgangsleisungen kann am Ausgang des O s eine Kollekosufe als uffe nachgeschale weden! Konsansomquelle (KQ): L s 8 L L L ef m gosse Lassöme zu eeichen, muss de Ausgang übe einen Tansiso ausgekoppel weden! pannungsfolge (mpedanzwandle): 8 ϕ 0 e a e a goss klein / Wandle: 8 a a eie 5

26 echeckgeneao echeckgeneao mi Opeaionsvesäke: 3 c / a / A p i aus a 0 ein H / s A aus ein A H aus ein i p 3 ln A A i p 3 ln weil: : i p f i Funkion de lemene: und 3 : und : aus aus A aus ein H i p max. posiive Ausgangsspannung in Ausschalschwelle in inschalschwelle in Hyseese in pp mpulsdaue in s mpulspausendaue in s lied, besimm die eilhei de Lade und nladekuve, somi auch die Fequenz des eneaos. pannungseile, besimm die chalschwellen (Hyseese) und is somi auch fequenzbesimmend echeckgeneao mi chmitigge: a / c / A p i a aus ein H H aus ein i p aus i τ ln ln a i ln weil: : i p ein a a a f T i Funkion de lemene: und : : aus ein 0 a aus ein H i p T / s max. pos. Ausgangsspannung in Ausschalschwelle in inschalschwelle in Hyseese in pp mpulsdaue in s mpulspausendaue in s eiodendaue in s eikonsane in s lied, besimm die eilhei de Lade und nladekuve, somi auch die Fequenz des eneaos. chuzwidesand fü den MOingang eie 6

27 Asabile Mulivibao / echeckgeneao Asabile Mulivibao: Ou i cc Ou τ ln ( 0.5) ln( 0.5) i 3 p ln ( 05. ) f T i cc τ ln i cc ( ) cc 3 ü cc 4 i g T AT Ou / cc 0. Ou / cc 0. p p cc i p f T τ i i AT ü g / s / s Funkionen de lemene: und 4 : ullup Widesände und : lied fü 3 und : lied fü 3 und 4: chuzdioden, fü und, gegen negaive Übespannung peisspannung in mpulsdaue in s mpulspausendaue in s Fequenz in Hz eiodendaue in s eikonsane in s äigungsspannung in ( 0.) Kollekosom in A asisvospannung in ( 0.7) leichsomvesäkung Übeseueungsfako ( 0) Tasgad echeckgeneao mi LM555: A cc T TH LM555 Ou Ou / c / cc /3 cc /3 cc p i H / s Funkion de lemene: A : ullup Widesand und : lied pezielle Ausgänge: : Open ollecoausgang mi fesgebundenem N. (schale zwische 0 und cc) T und TH: miss /3 und /3 cc und schale enspechend den Ausgang. H cc 3 3 cc 3cc τ ln cc i 3 ( ) ln (. ) i A 05 ( ) p ln 05. ( ) ln f T i p cc H i p f T τ peisspannung in Hyseese in pp mpulsdaue in s mpulspausendaue in s Fequenz in Hz eiodendaue in s eikonsane in s eie 7

28 8 8 eieck und ägezahngeneao eieck und ägezahngeneao mi einem OpAmp: Ou/Ou/Ou3 Ou / 3 ohne iode / s Funkion de lemene: 8 Ou / mi Ou3 / mi / s / s 3 und : lied, besimm die eilhei de Lade und nladekuve, somi auch fequenzbesimmend. und : pannungseile, besimm die chalschwellen (Hyseese), somi ausch fequenzbesimmend. aus ein a ou aus ein ou 3 ln a eieckgeneao: f T ägezahngeneao: 0s (ideal) f T aus aus ein a ou f T Ausschalschwelle in inschalschwelle in max. pos. Ausgangsspannung in Ampliude in pp ei in s seile Flanke beim ägezahn in s Fequenz in Hz eiodendaue in s eieck und ägezahngeneao mi zwei OpAmp s: KONT KONT O 3 Ou/Ou/Ou3 O aus ein a ou aus ein ou 3 a eieckgeneao: f T ägezahngeneao: 0s (ideal) f T Ou / Ou / Ou3 / / s / s / s f T ou a aus ein chalung: O, und 3: negao O, und : chmitigge Ausgänge: Ou: ohne iode eieckgeneao Ou: mi Ou3: mi ägezahn (fallend) ägezahn Fequenz in Hz ei in s schnelle Flanke beim ägezahn in s eiodendaue in s Ampliude in pp max. Ausgangsspannung des O in Ausschalschwelle in inschalschwelle in eie 8

29 inusgeneao hasenschiebe mi Hochpasskee (): 8 a f v ϕ Hp 60 k 9 f ϕ Hp v k chwingfequenz in Hz hasenveschiebung eines Hochpassgliedes in esäkungsfako des O ückkopplungsfako de Hochpässe in eneao mi Hochpasskee schwing unehalb de enzfequenz seines Hochpassgliede! hasenschiebe mi Tiefpasskee (): 8 a f 5. ϕ Tp 60 v 9 k 9 f ϕ Tp v k chwingfequenz in Hz hasenveschiebung eines Tiefpassgliedes in esäkungsfako des O ückkopplungsfako de Tiefpässe in eneao mi Hochpasskee schwing obehalb de enzfequenz seine Tiefpassgliede Wienobinsoneneao (): 8 a f 0 π ϕ Hp 45 ϕ Tp 45 v 3 f 0 chwingfequenz in Hz ϕ Hp hasenveschiebung des Hliedes in ϕ Tp hasenveschiebung des Tliedes in v esäkungsfako des O k ückkopplungsfako des Hoch und Tiefpssses k 3 e Wienobinsoneneao schwing bei de enzfeqeuenz seines Hoch und Tiefpasses! eie 9

30 inusgeneao / Quaz MeissneOszillao (L): L L 4 a a f 0 π L ϕ Tafo 80 ϕ Tans 80 v N k N f 0 ϕ Tafo ϕ Tans v k N N chwingfequenz in Hz hasenvesch. des Tansfomaos in hasenveschiebung des Tansisos in esäkungsfako des Tansisos ückkopplungsfako des Tafos Kollekosom in A asissom in A Windungsanzahl de L Windungsanzahl de L e MeissneOsszillao schwing bei de enzfequenz seines aalellschwingkeises! Quaz: chalzeichen: sazschalbild: L chalungsbeispiel eines QuazOszillaos: Ou HMO s vewenden! eie 30

31 ieschichdiode / ägezahngeneao ieschichdiode: chalzeichen und inene Aufbau: A K undschalung: A N N K Fomel: H Kennliniendiagamm: Widesand eiebsspannung H Halesom A K Allgemein: Andee Namen : inichungsthyisodiode, Tiggediode. chale, de mi eine pannung an A und K geseue wid. Nu usände: peen / Leien. Kann nu in eine ichung beieben weden. ündung duch eine pannung AK ündspannung. elösch wid duch nescheien de Halespannung H, bzw. des Halesomes H. e om in uchlassichung muss begenz weden! ägezahngeneao mi ieschichdiode: a H a L T L ( ) Ln f L Ln L H H L H f eiebsspannung in Halesom in A Ladezei des Kondensaos in s nladezei des Kondensaos in s chalspannung in Halespannung in Fequenz de ägezahnspannung in Hz eie 3

32 iac / JT iac: Allgemein: Andee Namen : weiichungsthyisodiode. chale, de mi eine pannung an A und K geschale wid. Nu usände: peen / Leien. Typen: 3und 5chichesion. iehe Kuve. Kann in beide ichungen beieben weden. ie ündung efolg übe eine pannung an A und K: ündspannung. elösch wid duch nescheien de Halespannung H, des Halesomes H. e om muss in uchlassichung begenz weden! iac dei chich Typ: N iac fünf chich Typ: N N N nijuncionansiso JT: Allgemein: chale, de mi eueanschluss geschale wid. Nu usände: peen / Leien. as ehälnis zu wid innees pannungsvehälnis genan und mi η bezeichne ezünde wid, indem: η 0.6 eeich N sazschalung und Kennlinie: F η Höckespannung Talpunk nijuncionansiso (Fosezung): > F η F η max ingangsspannung in Höckespannung in uchlassspannung F 0.7 innees pannungsvehälnis η elusleisung in W nebasisspannung in nebasisswidesand in Ω eie 3

33 JT undschalung: A A * L 0. 7 η 5 f L max Ln Ln L η max L f Höckespannung in Talspannung in innees pannungsvehälniss η nebasiswidesand in Ω max. miesom in A eiebsspannung in Ladezei des Kondensaos in s nladezei des Kondensaos in s Fequenz de ägezahn und mpulsspannung in Hz kons. Aufladesom des Kondensaos in A f ( ) eie 33

34 Thyiso / Tiac Thyiso: Allgemein: andee Name: Thyisodiode kahoden bzw. anodenseiig seueba sabile usände: speen und leien duch ae seueba chalzeichen: A A A A p n p A Thyiso, allgemein A Thyiso, kahodenseiig seueba A Thyiso, anodenseiig seueba n K Kennwee: Halesom H : Kleinse We des uchlasssomes. Wid diese uneschien, kipp de Thyiso in den pezusand. ündsom T : Minimal efodeliche We, dami das lemen zünde. ündspannung T : Minimale pannung, dami de Thyiso ichig zünde. Nullkippspannung K0 : ie Nullkippspannung enspich de chalspannung bei de ieschichdiode. Hie is T 0 ma. pesom, : is de pesom im pebeeich, dejenige im lockiebeeich. H pebeeich H uchlassbeeich T 00 ma Übegangsbeeich lockiebeeich 0 ma 0 ma K0 AK Tiac: chalzeichen: Aufbau: A A A A e Tiac (Tiode alenaing cuen swich) is eine Anipaallelschalung von zwei Thyisoen. Mi dem Tiac kann man, im egensaz zum Thyiso, auch negaive Halbwellen seuen. Aufbau ymbol Tiggemudus: Fü den Tiac bib es vie Anseueungsaen, sogenanne Tiggemodus: : AA posiiv, A posiiv : AA posiiv, A negaiv : AA negaiv, A posiiv : AA negaiv, A negaiv Kennwee: ie Kennwee enspechen denen des Thyisos. lockiebeeich H K0 0 ma 0 ma Übegangsbeeich 00 ma uchlassbeeich uchlassbeeich 00 ma Übegangsbeeich 0 ma 0 ma H lockiebeeich K0 AA eie 34

35 Leisungsvesäke egenakvesäke im eieb: e egenakvesäke beseh aus zwei kompemenäen esäkesufen. e Abeispunk lieg so, dass jede Tansiso nu eine ignalhalbwelle veabeie. is am nde de eaden, bei 0 und. Mekmale: Ausgangsseiig Tansisoen An den asen zusammengeschalen Kleine uhesom Fü gosse Ausgangsleisungen Übenahmevezeung ( ) ue Wikungsgad oppele ignalampliude als A eieb max Abeisgeade max0 A ~ L η L max L M b g i max 007. i sa Lmax η ~ M höchse aufeende Leisung an L Wikungsgad pechwechselleisung leichsomleisung elusleisung Mielwe eie 35

36 Leisungsvesäke egenakvesäke im Aeieb: e Abeispunk des Aeiebs lieg zwischen dem Aeieb und dem eieb. Kleine ignale weden im Aeieb, gosse ignale wie im eieb vesäk. e Aeieb is besondes vezeungsam. Mekmale: Ausgangsseiig Tansisoen An den asen nich zusammengeschalen (min. ioden) Kleine uhesom Fü gosse und kleine Ausgangsleisungen Kleine ezeungen Wikungsgad zwischen A und eieb max Abeisgeade A max0 L osses ignal: eieb Kleines ignal: Aeieb Û i m π m i L η a max max Û amax m i ~ η össe ignalampliude in Mielwe von in A peak in A leichsomleisung in W pechwechselleisung in W esamvelusleisung in W Wikungsgad eie 36