Halbleiter-Schaltungstechnik

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1 U. Tietze Ch. Schenk Halbleiter-Schaltungstechnik Achte, überarbeitete Auflage Mit 1017 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo 1986

2 Inhaltsverzeichnis Teil I. Grundlagen 1 Erklärung der verwendeten Größen 1 2 Passive RC- und LKC-Netzwerke DerTiefpaß DerHochpaß Kompensierter Spannungsteiler..., Passiver RC-Bandpaß Wien-Robinson-Brücke Doppel-T-Filter Schwingkreis 22 3 Dioden Kennlinien und charakteristische Daten Z-Dioden Kapazitätsdioden 27 4 Bipolartransistoren Kennlinien und Kleinsignalparameter Grenzdaten Emitterschaltung Basisschaltung Kollektorschaltung, Emitterfolger Transistor als Konstantstromquelle Darlington-Schaltung Differenzverstärker Messung einiger Transistorparameter Das Transistor-Rauschen 78 5 Feldeffekttransistoren Klassifikation Kennlinien und Kleinsignalparameter 8,5 5.3 Grenzdaten

3 VIII Inhaltsverzeichnis 5.4 Grundschaltungen Fet als Konstantstromquelle Fet-Differenzverstärker Fet als steuerbarer Widerstand 99 6 Optoelektronische Bauelemente Photometrische Grundbegriffe Photowiderstand Photodiode Phototransistor Leuchtdioden Optokoppler Optische Anzeige Operationsverstärker Eigenschaften eines Operationsverstärkers Prinzip der Gegenkopplung Nicht-invertierender Verstärker Invertierender Verstärker Innerer Aufbau von Operationsverstärkern Integrierte Standard-Operationsverstärker Frequenzgang-Korrektur Messung von Operationsverstärker-Daten Typenübersicht Kippschaltungen Der Transistor als digitales Bauelement Kippschaltungen mit gesättigten Transistoren Kippschaltungen mit emittergekoppelten Transistoren 172 t 8.4 Kippschaltungen mit Gattern Kippschaltungen mit Komparatoren Logische Grundschaltungen Die logischen Grundfunktionen Aufstellung logischer Funktionen Abgeleitete Grundfunktionen Schaltungstechnische Realisierung der Grundfunktionen, Verbindungsleitungen Kombinatorische Logik (Schaltnetze)» Abhängigkeitsnotation *.. 227

4 Inhaltsverzeichnis IX 10 Schaltwerke (Sequentielle Logik) Integrierte Flip-Flops Dualzähler BCD-Zähler im 8421-Code Vorwahlzähler Schieberegister Aufbereitung asynchroner Signale Systematischer Entwurf von Schaltwerken Halbleiterspeicher Festwertspeicher (ROM) Schreib-Lese-Speicher (RAM) Zweitorspeicher RAM als Schieberegister First-In-First-Out Memories (FIFO) Fehler-Erkennung und -Korrektur. 293 Teil II. Anwendungen 12 Lineare und nichtlineare Analogrechenschaltungen Addierer Subtrahierer Bipolares Koeffizientenglied Integratoren Differentiatoren Lösung von Differentialgleichungen Funktionsnetzwerke Analog-Multiplizierer Koordinatentransformation Gesteuerte Quellen und Impedanzkonverter Spannungsgesteuerte Spannungsquellen Stromgesteuerte Spannungsquellen Spannungsgesteuerte Stromquellen Stromgesteuerte Stromquellen Der NIC (Negative Impedance Converter) Der Gyrator Der Zirkulator Aktive Filter Theoretische Grundlagen von Tiefpaßfiltern Tiefpaß-Hochpaß-Transformation 398

5 X Inhaltsverzeichnis 14.3 Realisierung von Tief- und Hochpaßfiltern 1. Ordnung Realisierung von Tief- und Hochpaßfiltern 2. Ordnung Realisierung von Tief- und Hochpaßfiltern höherer Ordnung 'Tiefpaß-Bandpaß-Transformation Realisierung von Bandpaßfiltern 2. Ordnung Tiefpaß-Bandsperren-Transformation Realisierung von Sperrfiltern 2. Ordnung Allpaß-Filter Einstellbare Universalfilter Signalgeneratoren LC- Oszillatoren Quarzoszillatoren Wien-Brücken-Oszillatoren Analogrechner-Oszillatoren Funktionsgeneratoren Breitbandverstärker Frequenzabhängigkeit der Stromverstärkung Einfluß von Transistor- und Schaltkapazitäten Kaskodeschaltung Differenzverstärker als Breitbandverstärker Symmetrische Breitbandverstärker Breitband-Spannungsfolger Breitband-Operationsverstärker Leistungsverstärker Emitterfolger als Leistungsverstärker Komplementäre Emitterfolger Komplementäre Darlington-Schaltungen Komplementäre Sourcefolger Elektronische Strombegrenzung Vier-Quadranten-Betrieb Dimensionierung einer Leistungsendstufe Ansteuerschaltungen mit Spannungsverstärkung Erhöhung des Ausgangsstromes integrierter \\ Operationsverstärker i

6 Inhaltsverzeichnis XI 18 Stromversorgung Eigenschaften von Netztransformatoren Netzgleichrichter Lineare Spannungsregler Erzeugung der Referenzspannung Schaltnetzgeräte Sekundärgetaktete Schaltregler Primärgetaktete Schaltregler Digitale Rechenschaltungen Zahlendarstellung Code-Umsetzer 569, 19.3 Schiebelogik (Barrel Shifter) Komparatoren Addierer Multiplizierer Digitale Funktionsnetzwerke Mikrocomputer-Grundlagen Grundstruktur eines Mikrocomputers Arbeitsweise eines Mikroprozessors Befehls-Satz Entwicklungshilfen Typenübersicht Minimal-Systeme Modularer Aufbau von Mikrocomputern Mikroprozessor-Platine Speicher-Platine Programmierung von EPROMs Parallele Schnittstelle Serielle Schnittstelle IEC-Bus-Schnittstelle Programmierbarer Zähler Interrupt-Controller Direkter Speicherzugriff (DMA) Arithmetik-Prozessor Datenausgabe auf Anzeigeeinheiten Video-Ausgabe Analog-Ein-/Ausgabe Spezielle Peripherieschaltungen 695

7 XII Inhaltsverzeichnis 22 Digitale Filter Abtasttheorem Digitale Übertragungsfunktion Bilineare Transformation Realisierung von Digitalfiltern Analogschalter und Abtast-Halte-Glieder Anordnung der Schalter Elektronische Schalter Analogschalter mit Verstärkern Abtast-Halte-Glieder DA- und AD-Umsetzer Grundprinzipien der DA-Umsetzung DA-Umsetzer in CM OS-Technologie DA-Umsetzer in Bipolartechnologie DA-Umsetzer für spezielle Anwendungen Genauigkeit von DA-Umsetzern Grundprinzipien der AD-Umsetzung Genauigkeit von AD-Umsetzern Ausführung von AD-Umsetzern Meßschaltungen Spannungsmessung Strommessung Meßgleichrichter (AC/DC-Converter) Elektronische Regler Grundlagen Regler-Typen Regelung nichtlinearer Strecken Nachlaufsynchronisation (PLL) Anhang Halbleiter-Hersteller und Distributoren Norm wert-reihen Farbcode 838 Literatur 840 Verzeichnis der Tabellen über integrierte Schaltungen 847 Sachverzeichnis I