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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Schaltungen der Elektronik

1. Passive Schaltungen mit R, C und L

Zusammenfassung
Nachdem wir im Teil I die Bauelemente der Elektronik abgehandelt haben, wollen wir uns nun den Schaltungen zuwenden. Hierbei werden die Halbleiterschaltungen im Mittelpunkt stehen; die Röhrenschaltungen werden nicht erwähnt. Zu Beginn wollen wir uns jedoch mit passivenSchaltungen aus den Elementen R, C und L befassen.
Bodo Morgenstern

2. Verstärker

Zusammenfassung
Der Begriff Verstärker wird in der Elektronik für die verschiedensten Einrichtungen verwendet. Im einfachsten Fall meint man damit aktive Bauelemente mit verstärkenden Eigenschaften, z.B. Transistoren oder Elektronenröhren. Viel häufiger handelt es sich dabei jedoch um komplexe Schaltungen, die aktive Bauelemente als wesentliche Elemente enthalten.
Bodo Morgenstern

3. Transistor-Verstärkergrundschaltungen für Niederfrequenz und Kleinsignalbetrieb

Zusammenfassung
Im Teil I haben wir den Transistor bereits als Verstärkerelement kennengelernt. Seine Kennlinien und charakteristischen Daten sowie die Ersatzschaltungen sind uns geläufig. Wir haben die h- und y-Parameter eingeführt. Die Darstellung des Verstärkungsvorgangs in den Kennlinienfeldern ist im Prinzip erläutert worden.
Bodo Morgenstern

4. Gleichspannungsverstärker

Zusammenfassung
In der Meßtechnik wird häufig die Aufgabe gestellt, GleichSpannungen zu verstärken, das heißt also, die untere Grenzfrequenz eines Verstärkers Null werden zu lassen. Hier versagt die bei Niederfrequenz übliche Methode der RC-Kopplung. Die einzelnen Stufen müssen galvanisch gekoppelt werden.
Bodo Morgenstern

5. Operationsverstärker (Rechenverstärker)

Zusammenfassung
Der Operationsverstärker (OP) ist ein Gleichspannungsverstärker mit hoher Verstärkung, bei dem prinzipiell kein Unterschied zum Spannungs- oder Stromverstärker herkömmlicher Art besteht. Während die Eigenschaften anderer Verstärker neben der äußeren Beschaltung auch von den Daten der aktiven Elemente bestimmt werden, sind sie beim Operationsverstärker nur von den äußeren Elementen bestimmt. Das führt zu einer sehr einfachen Betrachtungsweise.
Bodo Morgenstern

6. Rückkopplung von Transistorverstärkern

Zusammenfassung
Ein Verstärker läßt sich in der Ersatzschaltung allgemein als aktiver Vierpol darstellen (Bild 6.1). Er ist linear, wenn in der Ausgangsspannung u2 und im Ausgangsstrom i2 keine anderen Frequenzen als in der Eingangsspannung u1 und im Eingangsstrom i1 auftreten.
Bodo Morgenstern

7. Spannungs- und Stromstabilisierung mit Halbleitern

Zusammenfassung
In der Technik sind an Energiequellen oder -Verbraucher oft Forderungen nach weitgehender Konstanz eines oder mehrerer charakteristischer Betriebswerte, wie z.B. Drehzahl, Strom, Spannung, gestellt. Bei der Behandlung derartiger Probleme arbeitet man häufig mit Begriffen aus der Regelungstechnik, welche in analoger Weise sowohl für mechanische als auch für elektrische Systeme angewendet werden können.
Bodo Morgenstern

8. Transistor-Leistungsstufen (Großsignalverstärker)

Zusammenfassung
Im Kapitel 3 wurde der Transistor als Kleinsignalspannungsver-stärker in dem Frequenzbereich betrachtet, in dem das h-Parameter-Ersatzschaltbild Gültigkeit hat. Es ergibt sich jedoch häufig die Aufgabe, große Signalleistungen zu erzeugen, mit denen technische Einrichtungen gesteuert werden. Hier besteht die Aufgabe, mit Hilfe einer (in Vorstufen entsprechend verstärkten) Steuerspannung bzw. Steuerleistung eine Endstufe zu betreiben, die die aus einem Versorgungsnetz entnommene Energie in Signalenergie umsetzt.
Bodo Morgenstern

9. Der Transistor als Schalter

Zusammenfassung
Kennzeichnend für einen zweiwertigen (binären) Schalter sind seine beiden Zustände leitend (EIN) und sperrend (AUS). Im AUSZustand gelten für den idealen Sehalter in einem Stromkreis nach Bild 9.1
$$ \boxed{U_O \, = \,U_B \,\,,\,\,I_O \, = \,O\,\,,\,R_O \, \to \,\infty }$$
(9.1)
Bodo Morgenstern

10. Kippschaltungen mit Transistoren

Zusammenfassung
In der Impuls- und der Digitaltechnik sind Schaltungen von Interesse, bei denen sich das Ausgangssignal mit einem definierten Zeitverlauf von einem Wert auf einen anderen einstellt. Man bezeichnet solche Schaltungen als Kippstufen oder Multivibratoren, Ihre Eigenschaften lassen sich wie folgt definieren:
Eine Kippstufe ist eine elektronische Schaltung, deren Ausgangssignal sich entweder sprunghaft oder nach einer vorgegebenen Zeitfunktion zwischen zwei Werten (gegebenenfalls periodisch) ändert, wobei der jeweilige Zustand der Schaltung entweder von dieser selbst oder von einem von außen zugeführten Steuersignal bestimmt wird.
Bodo Morgenstern

11. Sinus-Oszillatoren

Zusammenfassung
Im vorangegangenen Kapitel 10 haben wir Schaltungen zur Erzeugung von (zum Teil periodischen) Rechteckspannungen kennengelernt, bei denen die Transistoren als Schalter, also in stark nichtlinearen Kennlinienbereichen, betrieben werden. Das Ausgangssignal ist damit entsprechend oberwellenhaltig.
Bodo Morgenstern

12. Feldeffekt-Transistorschaltungen

Zusammenfassung
Feldeffekt- und Bipolartransistoren besitzen sehr viele Analogien, und ein großer Teil der Grundlagen der Schaltungstechnik, die wir für den Bipolartransistor kennengelernt haben, lassen sich unter Anwendung der entsprechenden Ersatzschaltungen und Kenngrößen direkt auf den FET übertragen.
Bodo Morgenstern

13. Systematische Methoden zur Behandlung von Schaltnetzen und Schaltwerken

Zusammenfassung
Die Analyse und Synthese elektronischer Digitalschaltungen vollzieht sich nach völlig anderen Regeln als die der Analogschaltungen. Während die Berechnungsmethoden bei den Analogschaltungen praktisch gleichzeitig mit den Schaltungstechnologien entstanden und eng mit den speziellen Eigenschaften der Bauelemente verzahnt sind, haben die Verfahren der Digitaltechnik ihre theoretischen Grundlagen bereits in den vorangegangenen Jahrhunderten und sind außerdem von den Schalthmeis-technologien weitgehend unabhängig. Sie beruhen auf der Booleschen Algebra.
Bodo Morgenstern

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