- •Техническая Электроника
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1 пассивные компоненты электронных устройств
- •1.1. Резисторы
- •Числовые коэффициенты первых трех рядов
- •Допустимые отклонения сопротивлений
- •Основные параметры резисторов
- •1.1.1. Система условных обозначений и маркировка резисторов
- •Специальные резисторы
- •1.2. Конденсаторы
- •1.2.1. Система условных обозначений конденсаторов
- •1.2.2. Параметры постоянных конденсаторов
- •1.2.3. Конденсаторы переменной ёмкости
- •1.3. Катушки индуктивности
- •Параметры катушек индуктивности
- •Глава 2 полупроводниковые диоды
- •2.1. Физические основы полупроводниковых приборов
- •2.2. Примесные полупроводники
- •2.3. Электронно-дырочный переход
- •2.4. Физические процессы в p–n переходе
- •2.5. Контактная разность потенциалов
- •2.6. Прямое включение p–n перехода
- •2.7. Обратное включение p–n перехода
- •2.8. Вольт–амперная характеристика p–n перехода
- •2.9. Пробой p–n перехода
- •2.10. Емкостные свойства p–n перехода
- •2.11. Полупроводниковые диоды
- •Система обозначения полупроводниковых диодов
- •2.12. Выпрямительные диоды
- •Параметры выпрямительных диодов
- •2.13. Стабилитроны
- •Параметры стабилитрона
- •2.14. Варикапы
- •Параметры варикапов
- •2.15. Импульсные диоды
- •Параметры импульсных диодов
- •2.15.1. Диоды с накоплением заряда и диоды Шотки
- •2.16. Туннельные диоды
- •Параметры туннельных диодов
- •2.17. Обращенные диоды
- •Глава 3 биполярные транзисторы
- •3.1. Режимы работы биполярного транзистора
- •3.2. Принцип действия транзистора
- •3.3. Токи в транзисторе
- •3.4. Статические характеристики
- •3.4.1. Статические характеристики в схеме с об входные характеристики
- •Выходные характеристики
- •Характеристики прямой передачи
- •Характеристики обратной связи
- •3.5. Статические характеристики транзистора в схеме с оэ
- •3.6. Малосигнальные параметры Дифференциальные параметры транзистора
- •Система z–параметров.
- •Система y–параметров
- •Система h–параметров
- •Определение h–параметров по статическим характеристикам
- •3.7. Малосигнальная модель транзистора
- •3.8. Моделирование транзистора
- •3.9. Частотные свойства транзисторов
- •3.10. Параметры биполярных транзисторов
- •Глава 4 полевые транзисторы
- •4.1. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом
- •Статические характеристики
- •4.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •4.2.2. Статические характеристики мдп-транзистора с
- •4.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •4.4. Cтатические характеристики транзистора со
- •4.5. Cпособы включения полевых транзисторов
- •4.6. Полевой транзистор как линейный четырехполюсник
- •4.7. Эквивалентная схема и частотные свойства
- •4.8. Основные параметры полевых транзисторов
- •Глава 5 полупроводниковые переключающие приборы
- •5.1. Диодный тиристор
- •5.2. Триодный тиристор
- •5.3. Симметричные тиристоры (симисторы)
- •5.4. Параметры тиристоров
- •Глава 6 электронно-лучевые приборы
- •6.1. Электростатическая система фокусировки луча
- •6.2. Электростатическая отклоняющая система
- •6.3. Трубки с магнитным управлением электронным лучом
- •6.4. Экраны электронно-лучевых трубок
- •6.5. Система обозначения электронно-лучевых трубок
- •6.6. Осциллографические трубки
- •6.7. Индикаторные трубки
- •6.8. Кинескопы
- •6.9. Цветные кинескопы
- •Глава 7 элементы и устройства оптоэлектроники
- •7.1. Источники оптического излучения
- •7.2. Характеристики светодиодов
- •7.3. Основные параметры светодиодов
- •7.4. Полупроводниковые приемники излучения
- •7.5. Фоторезисторы
- •7.6. Характеристики фоторезистора
- •7.7. Параметры фоторезистора
- •7.8. Фотодиоды
- •7.9. Характеристики и параметры фотодиода
- •7.10. Фотоэлементы
- •7.11. Фототранзисторы
- •7.12. Основные характеристики и параметры фототранзисторов
- •7.13. Фототиристоры
- •7.14. Оптопары
- •7.15. Входные и выходные параметры оптопар
- •7.16. Жидкокристаллические индикаторы
- •Параметры жки
- •Глава 8 элементы интегральных микросхем
- •8.1. Пассивные элементы интегральных микросхем
- •8.1.1. Резисторы
- •8.1.2. Конденсаторы
- •8.1.3. Пленочные конденсаторы
- •8.2. Биполярные транзисторы
- •8.3. Диоды полупроводниковых имс
- •8.4. Биполярные транзисторы с инжекционным питанием
- •8.5. Полупроводниковые приборы c зарядовой связью
- •Применение пзс
- •Параметры элементов пзс
- •Глава 9 основы цифровой техники
- •9.1. Электронные ключевые схемы
- •9.2. Ключи на биполярном транзисторе
- •9.3. Ключ с барьером Шотки
- •9.4. Ключи на мдп транзисторах
- •9.5. Ключ на комплементарных транзисторах
- •9.6. Алгебра логики и основные её законы
- •9.7. Логические элементы и их классификация
- •Классификация ис по функциональному назначению
- •Классификация ис по функциональному назначению
- •9.8. Базовые логические элементы цифровых
- •9.9. Диодно–транзисторная логика
- •9.10. Транзисторно–транзисторная логика (ттл)
- •9.11. Микросхемы ттл серий с открытым коллектором
- •9.12. Правила схемного включения элементов
- •9.13. Эмиттерно–связанная логика
- •9.14. Интегральная инжекционная логика (и2л)
- •9.15. Логические элементы на мдп-транзисторах
- •9.16. Параметры цифровых ис
- •9.17. Триггеры
- •Параметры триггеров
- •9.18. Мультивибраторы
- •9.18.1. Мультивибраторы на логических интегральных элементах
- •9.18.2. Автоколебательный мультивибратор с
- •9.18.3. Автоколебательные мультивибраторы с
- •9.18.4. Ждущие мультивибраторы
- •Глава 10 аналоговые устройства
- •10.1. Классификация аналоговых электронных устройств
- •10.2. Основные технические показатели и характеристики аналоговых устройств
- •10.3. Методы обеспечения режима работы транзистора в каскадах усиления
- •10.3.1. Схема с фиксированным током базы
- •10.3.2. Схема с фиксированным напряжением база–эмиттер
- •10.3.3. Схемы с температурной стабилизацией
- •10.4. Стабильность рабочей точки
- •10.5. Способы задания режима покоя в усилительных
- •10.6. Обратные связи в усилителях
- •10.6.1. Последовательная обратная связь по напряжению
- •10.6.2. Последовательная обратная связь по току
- •10.7. Режимы работы усилительных каскадов
- •10.8. Работа активных элементов с нагрузкой
- •10.9. Усилительный каскад с общим эмиттером
- •10.10. Усилительный каскад по схеме с общей базой
- •10.11. Усилительный каскад с общим коллектором
- •10.12. Усилительные каскады на полевых транзисторах
- •10.12.1. Усилительный каскад с ои
- •10.12.2. Усилительный каскад с общим стоком
- •10.13. Усилители постоянного тока
- •Глава 11 Дифференциальные и операционные усилители
- •11.1. Дифференциальные усилители
- •11.2. Операционные усилители
- •11.3. Параметры операционных усилителей
- •11.4. Амплитудно и фазочастотные характеристики оу
- •11.5. Устройство операционных усилителей
- •11.6. Оу общего применения
- •11.7. Инвертирующий усилитель
- •11.8. Неинвертирующий усилитель
- •11.9. Суммирующие схемы
- •11.9.1. Инвертирующий сумматор
- •11.9.2. Неинвертирующий сумматор
- •11.9.3. Интегрирующий усилитель
- •11.9.4. Дифференцирующий усилитель
- •11.9.5. Логарифмические схемы
- •11.9.6. Антилогарифмирующий усилитель
- •Глава 12 компараторы напряжения
- •Глава 13 Цифро-аналоговые преобразователи
- •13.1. Параметры цап
- •13.2. Устройство цап
- •Глава 14 Аналого-цифровые преобразователи
- •14.1. Параметры ацп
- •14.2. Классификация ацп
- •14.3. Ацп последовательного приближения
- •ЛитературА
Ф.А. Ткаченко
Техническая Электроника
Допущено Министерством образования
Республики Беларусь
в качестве учебного пособия для студентов
специальности «Телекоммуникационные
системы» высших учебных заведений
Минск
Издательство «Дизайн ПРО»
2000
УДК 621.38
ББК 32.85я87
Т48
Рецензенты: кафедра электроники Военной академии Республики
Беларусь; начальник кафедры Лямин П.М.; д.т.н., профессор
Конопелько В.К.
Т48 Ткаченко Ф.А. Техническая электроника. — Мн.: Дизайн
ПРО, 2000. — 352 с: ил.
ISBN 985-6182-95-6
Рассмотрены устройства, характеристики и параметры пассивных элементов в дискретном и интегральном исполнениях.
Даны физические основы работы полупроводниковых приборов, устройство, принцип работы, параметры, характеристики и способы включения в электрическую цепь полупроводниковых диодов и транзисторов.
Имеются сведения о работе усилителей переменного и постоянного сигналов, операционных усилителей, логических схем и построении на их основе триггеров, компараторов, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.
Для студентов радиотехнических специальностей ВУЗов, инженерно-технических работников.
Гос. заказ УДК 621.38
ББК 32.85я7
ISBN 985-6182-95-6 © Ткаченко Ф.А., 2000
Оглавление
ПРЕДИСЛОВИЕ........................................................................................ |
8 |
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................. |
9 |
ГЛАВА 1. Пассивные компоненты электронных устройств.................. |
11 |
1.1. Резисторы............................................................................................... |
11 |
1.1.1. Система условных обозначений и маркировка резисторов.......... |
17 |
1.1.2. Специальные резисторы.................................................................... |
18 |
1.2. Конденсаторы........................................................................................ |
22 |
1.2.1. Система условных обозначений конденсаторов............................ |
25 |
1.2.2. Параметры постоянных конденсаторов.......................................... |
25 |
1.2.3. Конденсаторы переменной емкости................................................ |
25 |
1.3. Катушки индуктивности....................................................................... |
26 |
ГЛАВА 2. Полупроводниковые диоды..................................................... |
29 |
2.1. Физические основы полупроводниковых приборов......................... |
29 |
2.2. Примесные полупроводники............................................................... |
30 |
2.3. Электронно-дырочный переход.......................................................... |
34 |
2.4. Физические процессы в p–n переходе................................................ |
35 |
2.5. Контактная разность потенциалов...................................................... |
37 |
2.6. Прямое включение p–n перехода........................................................ |
38 |
2.7. Обратное включение p–n перехода..................................................... |
39 |
2.8. Вольт-амперная характеристика p–n перехода.................................. |
41 |
2.9. Пробой p–n перехода............................................................................ |
42 |
2.10. Емкостные свойства p–n перехода.................................................... |
44 |
2.11. Полупроводниковые диоды............................................................... |
45 |
2.12. Выпрямительные диоды..................................................................... |
46 |
2.13. Стабилитроны...................................................................................... |
48 |
2.14. Варикапы.............................................................................................. |
51 |
2.15. Импульсные диоды............................................................................. |
54 |
2.15.1. Диоды с накоплением заряда и диоды Шотки............................. |
56 |
2.16. Туннельные диоды.............................................................................. |
57 |
2.17. Обращенные диоды............................................................................ |
61 |
ГЛАВА 3. Биполярные транзисторы......................................................... |
62 |
3.1. Режимы работы биполярного транзистора........................................ |
63 |
3.2. Принцип действия транзистора........................................................... |
64 |
3.3. Токи в транзисторе................................................................................ |
67 |
3.4. Статические характеристики............................................................... |
67 |
3.4.1. Статические характеристики в схеме с ОБ..................................... |
68 |
3.5. Статические характеристики в схеме с ОЭ........................................ |
70 |
3.6. Малосигнальные параметры. Дифференциальные параметры транзистора................................................................................................... |
73 |
3.7. Малосигнальная модель транзистора................................................. |
78 |
3.8. Моделирование транзистора................................................................ |
80 |
3.9. Частотные свойства транзисторов...................................................... |
82 |
3.10. Параметры биполярных транзисторов............................................. |
84 |
ГЛАВА 4. Полевые транзисторы............................................................... |
86 |
4.1. Статические характеристики............................................................... |
86 |
4.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором........................... |
90 |
4.2.1. МДП-транзисторы с индуцированным каналом............................ |
91 |
4.2.2. Статические характеристики МДП-транзистора с индуцированным каналом........................................................................... |
92 |
4.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом................................. |
94 |
4.4. Статические характеристики транзистора со встроенным каналом.......................................................................................................... |
95 |
4.5. Способы включения полевых транзисторов...................................... |
96 |
4.6. Полевой транзистор, как линейный четырехполюсник.................... |
98 |
4.7. Эквивалентная схема и частотные свойства полевых транзисторов................................................................................................. |
101 |
4.8. Основные параметры полевых транзисторов.................................... |
102 |
ГЛАВА 5. Полупроводниковые переключающие приборы................... |
104 |
5.1. Диодный тиристор................................................................................ |
104 |
5.2. Триодный тиристор............................................................................... |
107 |
5.3. Симметричные тиристоры (симисторы)............................................ |
107 |
5.4. Параметры тиристоров......................................................................... |
108 |
ГЛАВА 6. Электронно-лучевые приборы................................................. |
110 |
6.1. Электростатическая система фокусировки луча............................... |
111 |
6.2. Электростатическая отключающая система...................................... |
113 |
6.3. Трубки с магнитным управлением электронным лучом.................. |
115 |
6.4. Экраны электронно-лучевых трубок.................................................. |
117 |
6.5. Системы обозначения электронно-лучевых трубок различного назначения..................................................................................................... |
119 |
6.6. Осциллографические трубки............................................................... |
119 |
6.7. Индикаторные трубки........................................................................... |
120 |
6.8. Кинескопы.............................................................................................. |
121 |
6.9. Цветные кинескопы.............................................................................. |
122 |
ГЛАВА 7. Элементы и устройства оптоэлектроники.............................. |
127 |
7.1. Источники оптического излучения..................................................... |
127 |
7.2. Характеристики светодиодов.............................................................. |
131 |
7.3. Основные параметры светодиодов..................................................... |
133 |
7.4. Полупроводниковые приемники излучения...................................... |
134 |
7.5. Фоторезисторы...................................................................................... |
135 |
7.6. Характеристики фоторезистора........................................................... |
136 |
7.7. Параметры фоторезистора................................................................... |
137 |
7.8. Фотодиоды............................................................................................. |
138 |
7.9. Характеристики и параметры фотодиода........................................... |
140 |
7.10. Фотоэлементы...................................................................................... |
141 |
7.11. Фототранзисторы................................................................................ |
144 |
7.12. Основные характеристики и параметры фототранзистора............ |
145 |
7.13. Фототиристоры.................................................................................... |
146 |
7.14. Оптопары............................................................................................. |
149 |
7.15. Входные и выходные параметры оптопар....................................... |
150 |
7.16. Жидкокристаллические индикаторы................................................ |
152 |
ГЛАВА 8. Элементы интегральных микросхем....................................... |
156 |
8.1. Пассивные элементы интегральных микросхем............................... |
156 |
8.1.1. Резисторы............................................................................................ |
157 |
8.1.2. Конденсаторы..................................................................................... |
160 |
8.1.3. Пленочные конденсаторы................................................................. |
162 |
8.2. Биполярные транзисторы..................................................................... |
163 |
8.3. Диоды полупроводниковых ИМС....................................................... |
167 |
8.4. Биполярные транзисторы с инжекционным питанием..................... |
168 |
8.5. Полупроводниковые приборы с зарядовой связью........................... |
170 |
ГЛАВА 9. Основы цифровой техники...................................................... |
175 |
9.1. Электронные ключевые схемы............................................................ |
175 |
9.2. Ключи на биполярном транзисторе.................................................... |
176 |
9.3. Ключ с барьером Шотки...................................................................... |
182 |
9.4. Ключи на МДП-транзисторах.............................................................. |
183 |
9.5. Ключ на комплементарных транзисторах.......................................... |
186 |
9.6. Алгебра логики и основные ее законы............................................... |
188 |
9.7. Логические элементы и их классификация........................................ |
193 |
9.8. Базовые логические элементы цифровых интегральных микросхем..................................................................................................... |
200 |
9.9. Диодно-транзисторная логика............................................................. |
200 |
9.10. Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)..................................... |
202 |
9.11. Микросхемы ТТЛ серий с открытым коллектором........................ |
206 |
9.12. Правила схемного включения элементов......................................... |
208 |
9.13. Эмиттерно-связанная логика............................................................. |
210 |
9.14. Интегральная инжекционная логика (И2Л)...................................... |
214 |
9.15. Логические элементы на МДП-транзисторах.................................. |
215 |
9.16. Параметры цифровых ИС.................................................................. |
226 |
9.17. Триггеры............................................................................................... |
226 |
9.18. Мультивибраторы............................................................................... |
235 |
9.18.1. Мультивибраторы на логических интегральных элементах....... |
236 |
9.18.2. Автоколебательный мультивибратор с постоянным смещением.................................................................................................... |
236 |
9.18.3. Автоколебательные мультивибраторы с автоуправляемым смещением.................................................................................................... |
238 |
9.18.4. Ждущие мультивибраторы.............................................................. |
239 |
ГЛАВА 10. Аналоговые устройства.......................................................... |
241 |
10.1. Классификация аналоговых электронных устройств..................... |
241 |
10.2. Основные технические показатели и характеристики аналоговых устройств.................................................................................. |
244 |
10.3. Методы обеспечения режима работы транзистора в каскадах усиления........................................................................................................ |
251 |
10.3.1. Схема с фиксированным током базы............................................. |
251 |
10.3.2. Схема с фиксированным напряжением база-эмиттер.................. |
252 |
10.3.3. Схемы с температурной стабилизацией........................................ |
253 |
10.4. Стабильность рабочей точки............................................................. |
254 |
10.5. Способы задания режима покоя в усилительных каскадах на полевых транзисторах.................................................................................. |
256 |
10.6. Обратные связи в усилителях............................................................ |
257 |
10.6.1. Последовательная обратная связь по напряжению...................... |
260 |
10.6.2. Последовательная обратная связь по току.................................... |
263 |
10.7. Режим работы усилительных каскадов............................................ |
265 |
10.8. Работа активных элементов с нагрузкой.......................................... |
268 |
10.9. Усилительный каскад с общим эмиттером...................................... |
271 |
10.10. Усилительный каскад по схеме с общей базой............................. |
276 |
10.11. Усилительный каскад с общим коллектором (эмиттерный повторитель)................................................................................................. |
278 |
10.12. Усилительный каскад на полевых транзисторах........................... |
280 |
10.12.1. Усилительный каскад с ОИ........................................................... |
281 |
10.12.2. Усилительный каскад с общим стоком (истоковый повторитель)................................................................................................. |
283 |
10.13. Усилители постоянного тока........................................................... |
284 |
ГЛАВА 11. Дифференциальные и операционные усилители................ |
289 |
11.1. Дифференциальные усилители.......................................................... |
289 |
11.2. Операционные усилители.................................................................. |
296 |
11.3. Параметры операционных усилителей............................................. |
296 |
11.4. Амплитудно и фазочастотные характеристики ОУ........................ |
299 |
11.5. Устройство операционных усилителей............................................ |
301 |
11.6. ОУ общего применения...................................................................... |
304 |
11.7. Инвертирующий усилитель............................................................... |
306 |
11.8. Неинвертирующий усилитель........................................................... |
309 |
11.9. Суммирующие схемы......................................................................... |
310 |
11.9.1. Инвертирующий сумматор............................................................. |
310 |
11.9.2. Неинвертирующий сумматор......................................................... |
311 |
11.9.3. Интегрирующий усилитель............................................................. |
312 |
11.9.4. Дифференцирующий усилитель..................................................... |
313 |
11.9.5. Логарифмические схемы................................................................. |
318 |
11.9.6. Антилогарифмирующий усилитель............................................... |
318 |
ГЛАВА 12. Компараторы напряжения...................................................... |
319 |
ГЛАВА 13. Цифро-аналоговые преобразователи.................................... |
324 |
13.1. Параметры ЦАП.................................................................................. |
324 |
13.2. Устройство ЦАП................................................................................. |
327 |
ГЛАВА 14. Аналого-цифровые преобразователи.................................... |
333 |
14.1. Параметры АЦП.................................................................................. |
333 |
14.2. Классификация АЦП.......................................................................... |
335 |
14.3. АЦП последовательного приближения............................................ |
337 |
ЛИТЕРАТУРА............................................................................................ |
339 |