Bauelemente und Grundschaltungen

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung.- 2 Passive Bauelemente.- 2.1 Widerstände.- Spezifischer Widerstand.- Begriff des Schichtwiderstandes.- Temperaturkoeffizient.- Bauformen.- Ersatzschaltbild.- Normwerte.- 2.2 Kondensatoren.- Kapazität.- Verlustfaktor.- Bauformen.- 2.3 Spulen.- Induktivität.- Güte.- Bauformen.- 2.4 Aufgaben.- 3 Dioden.- 3.1 Sperrschichten.- 3.1.1 Festkörper.- Ionenbindung.- Kovalente Bindung.- Metallische Bindung.- Bändermodell des Festkörpers, bewegliche Ladungsträger.- Beispiele für Bändermodelle.- 3.1.2 Dotierung.- n-Dotierung.- p-Dotierung.- 3.1.3 Stromfluß.- Feldstrom.- Diffusionsstrom.- 3.1.4 Strom-Spannungs-Gleichung.- Diffusionsspannung.- Strom bei äußerer Spannung.- Bahnwiderstand und Ersatzschaltbild.- 3.1.5 Sperrschichtweite und Sperrschichtkapazität.- Sperrschichtweite.- Sperrschichtkapazität.- 3.1.6 Diffusionskapazität.- Diffusionsspeicherladung.- Diffusionskapazität.- 3.1.7 Durchbruchsspannung.- 3.1.8 Temperaturverhalten.- Betrieb an einer Spannungsquelle.- Betrieb an einer Stromquelle.- Sperrbereich.- 3.1.9 Modellparameter.- 3.1.10 Technologischer Aufbau.- Epitaxie.- Dotieren durch Diffusion.- Dotieren durch Ionenimplantation.- Gehäuse.- 3.2 Diodenschaltungen.- 3.2.1 Elektrisches Verhalten der Diode.- Wechselspannung ist groß gegen die Durchlaßspannung.- Wechselspannung ist klein gegen die Durchlaßspannung.- Allgemeiner Fall (Potenzreihennäherung).- 3.2.2 Gleichrichterschaltungen.- Einweggleichrichter mit Ladekondensator.- Zweiweggleichrichter.- Spannungsvervielfacher.- Innenwiderstände von Gleichrichterschaltungen.- 3.2.3 Stabilisierungsschaltung.- 3.3 Photodioden und Solarzellen.- Photodioden.- Solarzellen.- 3.4 Aufgaben.- 4 Bipolarer Transistor.- 4.1 Aufbau und Wirkungsweise.- 4.1.1 Transistorgleichung.- 4.1.2 Stromverstärkung.- Definitionen.- Emitterwirkungsgrad.- Transportfaktor.- 4.1.3 Steilheit und Eingangswiderstände.- Steilheit.- Eingangswiderstände.- 4.1.4 Early-Effekt.- Earlyspannung.- Ausgangswiderstand.- Verstärkungs- und Rückwirkungsfaktor.- 4.1.5 Bahnwiderstände.- 4.1.6 Kennlinien.- 4.1.7 Vierpolparameter.- 4.1.8 Grenzfrequenzen.- Transitfrequenz.- Grenzfrequenz der Stromverstärkung.- Emitterdiffusionskapazität.- 4.1.9 Sättigung.- Transistor als Schalter.- Sättigungsspeicherladung und Speicherzeit.- Sättigungsspannung.- 4.1.10 Rauschen.- Rauschursachen.- Rauschzahl.- 4.1.11 Grenzwerte.- Durchbruchsspannungen.- Sicheres Betriebsgebiet (SOAR).- 4.1.12 Temperaturverhalten.- Temperaturkoeffizient.- Kühlung.- 4.1.13 Transistormodelle.- Ebers-Moll-Modell.- Gummel-Poon-Modell.- 4.1.14 Bauformen.- Kristallaufbau.- Gehäuseformen.- 4.2 Grundschaltungen.- 4.2.1 Arbeitspunkt.- 4.2.2 Verstärker in Emitterschaltung.- Spannungsverstärkung.- Eingangswiderstand.- Verstärker ohne Gegenkopplung.- 4.2.3 Emitterfolger.- Arbeitspunkt.- Spannungsverstärkung.- Ein- und Ausgangswiderstand.- Darlington-Schaltung.- Komplementärer Emitterfolger.- Stabilität.- 4.2.4 Basisschaltung.- 4.2.5 Stromspiegelschaltung.- Grundschaltung.- Erweiterte Schaltungen.- 4.2.6 Differenzverstärker.- Kennliniengleichung.- Verstärkungsfaktoren.- Ein- und Ausgangswiderstand.- Steilheitsmultiplizierer.- Aktive Last.- Operationsverstärker.- 4.2.7 Bandabstandsschaltung.- Stromquelle.- Referenzspannungsquelle.- 4.2.8 Schalter.- Schalter.- Inverter.- Digitale Schaltungsfamilien.- 4.3 Thyristor und Triac.- 4.4 Aufgaben.- 5 Feldeffekttransistoren.- 5.1 Funktionsprinzip steuerbarer Widerstand .- 5.1.1 Steuerbare Widerstände.- 5.1.2 Sperrschicht-Feldeffekttransistor.- Abschnürung.- Kennliniengleichungen.- Transistormodell.- Systemgrößen.- Einstellung des Arbeitspunktes.- 5.2 MOS-Feldeffekttransistor.- 5.2.1 MOS-Struktur.- Inversion.- Schwellenspannung.- 5.2.2 Aufbau und Kennliniengleichungen.- Aufbau des MOS-Feldeffekttransistors.- Kennliniengleichung für kleine Spannung UDS.- Allgemeine Kennliniengleichung.- 5.2.3 Betriebsgrößen im Abschnürbereich.- Steilheit.- Ausgangswiderstand.- Eingangswiderstand.- 5.2.4 Transistorarten.- 5.2.5 Transistormodelle mit SPICE-Parametem.- Level-l-Modell.- Erweiterte Modelle.- 5.3 Grundschaltungen.- 5.3.1 Torschaltung.- 5.3.2 Inverter.- Grundschaltung.- NMOS-Inverter.- CMOS-Inverter.- 5.3.3 Gatterschaltung.- 5.3.4 Stromspiegelschaltung.- 5.3.5 Differenzverstärker.- Kennliniengleichung.- Spannungsverstärkung.- Offsetspannung.- 5.3.6 Speicherprinzipien.- Statischer Speicher (SRAM).- Dynamischer Speicher (DRAM).- Nichtflüchtiger Speicher (EPROM).- 5.4 Leistungstransistoren.- Diffundierte MOS-Transistoren (DMOS).- Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT).- 5.5 Aufgaben.- 6 Lösungen zu den Aufgaben.- 6.1 Zu Kapitel 2 Passive Bauelemente .- 6.2 Zu Kapitel 3 Dioden .- 6.3 Zu Kapitel 4 Bipolarer Transistor .- 6.4 Zu Kapitel 5 Feldeffekttransistor .- 7 Literaturverzeichnis.- 8 Sachverzeichnis.

Portrait

Prof. Dipl.-Ing. Joachim Goerth, FB Elektrotechnik/Informatik, Lehrgebiet Nachrichtentechnik, Fachhochschule Hamburg