- •© Издательство «Высшая школа», 1982предисловие
- •Полупроводниковые компоненты электронных цепей
- •Электропроводность полупроводников
- •Основные свойства и характеристик» полупроводников
- •Электрические переходы
- •1.7. Несимметричный р-л-пере- ход:
- •1 10. Энергетическая зонная диаграм-
- •Особенности и получение реальных р-п-переходов
- •Ние тока при изменении полярности напряжения (б):
- •Полупроводниковые диоды
- •Выпрямительные диоды
- •Импульсные диоды
- •Полупроводниковые стабилитроны
- •Туннельные диоды
- •Варикапы
- •Биполярные транзисторы
- •Рнс. 1.26. Эквивалентная схема для постоянного тока транзистора типа р-п-р, включенного по схеме с об
- •Транзистора при эмиттерном управ- лении (схема с об) (а) и базовом управлении (б)
- •§1.8. Биполярные транзисторы с инжекционным питанием
- •Тиристоры
- •Полевые транзисторы
- •Особенности компонентов электронных цепей в микроминиатюрном исполнении
- •Глава вторая элементы оптоэлектроники
- •Общие сведения
- •Управляемые источники света в цепях оптоэлектроники
- •Фотоприемники
- •Фоторезисторы
- •Фотодиоды
- •(В) и частотные (г) характеристики
- •Фототранзисторы
- •Световоды и простейшие оптроны
- •Глава третья усилители электрических сигналов
- •Общие сведения об усилителях электрических сигналов, их основных параметрах и характеристиках
- •Основные положения теории обратной связи применительно к усилителям
- •Статический режим работы усилительных каскадов
- •Усилительные каскады на полевых транзисторах
- •§ 3.5. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим эмиттером
- •Позволяет получить наиболее высокий коэффициент усиления по напряжению:
- •Имеет невысокое входное и относительно большое выходное сопротивление;
- •Вносит фазовый сдвиг 180° в диапазоне «средних; (рабочих) частот.
- •Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общей базой
- •Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим коллектором
- •§ 3.8. Усилительный каскад с эмиттерной связью
- •Дифференциальные усилительные каскады
- •Усилительные каскады с каскодным включением транзисторов
- •Управляемые источники тока и усилительные каскады на их основе
- •Усилительные каскады с трансформаторной связью
- •Мощные усилительные каскады
- •Многокаскадные усилители в интегральном исполнении
- •§ 4.3. Операционные усилители
- •Усилители, управляемые внешними сигналами
- •11 UbIlRi, 1% л# uBllB/r2.
- •£Cjrt Yi
- •Рио. 4.24. Схема сложного активного фильтра (а) и его лачх при снятии сигналов с вЧвыхода (б); нч-выхода (в); полосового выхода (г)
- •Нелинейные преобразователи электрических сигналов
- •Усилители с уменьшенным дрейфом нуля
- •Магнитоэлектронные преобразователи электрических сигналов
- •Выходного каскада усилителя магнитоэлектронного преобразователя (в)
- •.Устойчивость многокаскадных усилителен и коррекция их характеристик
- •Рнс. 4.37. Лачх первого звена (а) 'и лачх второго звена (б) усилителя
- •4.39. Лачх усилительного каскада аппроксимация экспериментально определенной лачх усилителя (б)
- •Глава пятая генераторы синусоидальных колебании
- •Общие сведения о генераторах синусоидальных колебаний
- •Генераторы типа lc
- •Генераторы типа rc
- •Автогенераторы с кварцевой стабилизацией частоты колебаний
- •Глава шестая линейные преобразователи импульсных сигналов
- •Общие сведения об импульсных процессах и устройствах
- •Пассивные линейные интегрирующие цепи
- •Интеграторы на основе операционных усилителей
- •, Рис. 6.15. Схема дифференцирующего устройства, применяемого на практике (а), и его лачх (б):
- •Укорачивающие цепи
- •Передача импульсов через rc-ц'епи
- •Глава седьмая электронные ключи
- •Диодные ключи
- •Рнс. 7.2. Схема диодного ключа, включенного в прямом направлении (а); зависимость распределения зарядов на базе от времени (б); характеристика переходных процессов в диодном ключе (в)
- •Транзисторные ключи
- •Транзисторные прерыватели
- •Анализ переходных процессов в транзисторе методом заряда базы
- •Анализ переходных процессов в транзисторном ключе
- •4 _ Циала (ж)
- •Ненасыщенные ключи
- •Транзисторные ключи на полевых транзисторах с управляющим р-л-переходом
- •— К'вост/'в нач
- •Ключи на мдп-транзисторах
- •Переходные процессы в ключах на полевых транзисторах с управляющим р-л-переходом
- •Переходные процессы в ключах на мдп-транзисторах
- •Глава восьмая нелинейные формирователи импульсов
- •§ 8.1. Ограничители на пассивных элементах
- •Ограничители на операционных усилителях
- •Общие сведения о логических элементах
- •Рис, 8.13. Передаточные характеристики неинвертирующего (а) и инвертирующего (б) логических элементов
- •Активные логические элементы
- •Триггеры
- •Триггер с эмиттерной связью
- •Формирователи напряжения прямоугольной формы на основе оу
- •Компараторы напряжения
- •Генераторы импульсов
- •Одновибраторы на основе логических элементов
- •А * с повышенной длительностью выходного импульса; б — на основе rs-триггера; в — с повышенной длительностью выходного импульса и малой длительностью стадии восста* новления
- •Одновибраторы на основе операционных усилителен
- •Мультивибраторы на основе логических элементов
- •«Вх! —Uaep — £ /вх Ai Al „ ,d 6 их л1
- •Генераторы прямоугольного напряжения на основе операционных усилителей
- •Генераторы линейно н ступенчато изменяющихся напряжений а
- •Размахом выходного напряжения Umi
- •Длительностью рабочего хода т9;
- •Длительностью обратного хода или временем воовтановления Tj
- •Рве. 9.14. Структурная (а) в принципиальная (б) схемы глин с кон- денсаторной ос в его диаграмма вапряжений(в)
- •Рис, 9.17. Принципиальная (в) я эквивалентная (б) схемы блэ- иинг-генератора
- •§ 9.7. Блокииг-генератор с трансформатором на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса
- •Заключение
- •Литература
- •*Алфавитный указатель
- •4Оглавление
Ой
ВЫСШЕЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
ВГЛсев,
Ю.М.Гусев
ЭЛЕКТРОНИКА
В.
Г. Гусев, Ю. М. Гусев
ЭЛЕКТРОНИКА
Допущено
Министерством
высшего и среднего
специального
образования СССР
в
качестве учебного пособия
для
приборостроительных
специальностей
вузов
МОСКВА
«ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1982
Scan
AAW
ББК 32.85 Г96
УДК 621.30
Рецензенты:
кафедра Московского авиационного института им- С- Орджоникидзе кафедра автоматики и вычислительной техники Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина
Гусев В. Г., Гусев Ю. М.
Г96 Электроника: Учеб, пособие для вузов. — М.: Высш, школа, 1982. — 495 с., ил.
В пер.: 1 р. 20 к.
В книге рассмотрены принципы работы и основы теории электронных приборов и схем; приведены основные сведения об усилительных каскадах, многокаскадных усилителях, генераторах гармонических колебаний, автогенератор- ных усилителях постоянного тока, линейных и нелинейных преобразователях электрических сигналов; изложены вопросы теории обратной связи, особенности использования ключевых режимов биполярных и полевых транзисторов и основные принципы построения современных формирователей и генераторов электрических сигналов.
Предназначается для студентов, обучающихся по приборостроительным специальностям.
2
ББК 32.85
6.ФО.З
403000000—587Г 001(01)—82 95~82
© Издательство «Высшая школа», 1982предисловие
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года указывается на необходимость повысить технический уровень вычислительной техники, приборостроения, средств автоматики на основе новейших достижений микроэлектроники, оптоэлектроники и лазерной техники.
Прогресс во всех областях науки и техники во многом обусловлен успехами электроники. Трудно себе представить какую-либо отрасль производства, в которой бы в той или иной степени не использовались электронные приборы или электронные устройства автоматики. Причем тенденция развития техники такова, что доля электронных узлов в информационных устройствах и устройствах автоматики непрерывно увеличивается. Этому в значительной степени способствовало широкое внедрение интегральной технологии, позволившей, например, на одном кристалле полупроводника малой толщины и площади (тысячные доли — несколько квадратных миллиметров) изготовлять сложные функциональные узлы различного назначения.
Промышленность серийно выпускает интегральные усилители электрических сигналов, коммутаторы, логические элементы, кодовые ключи, счетчики импульсов, регистры, сумматоры, дешифраторы, матрицы оперативных и постоянных запоминающих устройств. В последние годы освоен выпуск больших интегральных схем (БИС) и микроминиатюрных вычислительных машин, получивших название микропроцессоров. Количество элементов в каждой из них колеблется от десятков единиц до сотен тысяч.
Широкий выбор микросхем функциональных- узлов, параметры которых известны из технических условий, привел к изменению задач, стоящих перед разработчиками электронной аппаратуры. Если раньше значительная часть времени уходила на расчеты режимов отдельных каскадов, определение их параметров, решение вопросов термостабилизации и т. п., то в настоящее время главное внимание уделяется вопросам выбора и взаимного согласования микросхем.
Типовые функциональные микроузлы позволяют собрать нужный электронный блок без детального расчета отдельных каскадов. Разработчик электронной аппаратуры, определив, какие преобразования должен претерпеть электрический сигнал, подбирает необходимые интегральные микросхемы, разрабатывает схему их соединений и вводит обратные связи требуемого вида. И только в том случае, когда выпускаемые интегральные микросхемы не позволяют решить какой-то конкретный вопрос, к ним добавляют отдельные узлы на дискретных компонентах, требующие проведения соответствующих расчетов, или разрабатывают микросхемы частного применения.
Существенно повысился интерес к оптоэлектронике, где кроме электрических сигналов используют и световые. Теперь многие уст-ройства, создание которых с помощью средств чистой электроники представляет значительные трудности, сравнительно просто могут быть реализованы с помощью средств оптоэлектроники.
Эффективное применение интегральных микросхем, особенно аналогового типа, невозможно без четких представлений о принципах их действия и основных параметрах, а также без твердого знания теории электронных цепей непрерывного и импульсного действия. Кроме того, каждый год появляются новые функциональные микроузлы, для успешного использования которых специалистам приходится разбираться в их принципе действия, функциональных возможностях и способах реализации.
Главная цель, которую ставили перед собой авторы настоящей книги,—достаточно строгое изложение основных положений электроники в доступной и лаконичной форме. Формализованные математические методы анализа практически не использовались, так как, несмотря на свои преимущества при расчете конкретных цепей, они затушевывают физическую картину происходящих процессов и не способствуют их целостному восприятию.
В основу книги легли лекции, читаемые авторами в Уфимском авиационном институте, а также некоторые оригинальные результаты их научно-исследовательских работ по созданию электронных устройств автоматики и преобразователей измерительной техники.
Авторы считают своим приятным долгом выразить благодарность сотрудникам Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина проф. В. К. Захарову, д-ру техн, наук, проф. Т. К. Кракау, доцентам Ю. И. Лыпарю, К. К. Гомоюнову, В. С. Гут- никову, В. В. Лопатину, Ю. Д. Кочеткову, В. И. Тарабукину, а также сотрудникам кафедры Московского авиационного института им. С. Орджоникидзе, в том числе д-ру техн, наук, проф. Ю. И. Коневу, взявшим на себя нелегкий труд по рецензированию рукописи; их замечания во многом способствовали ее улучшению.
Авторы благодарны коллективам кафедр «Информационно-измерительная техника» и «Промышленная электроника» Уфимского авиационного института им. С. Орджоникидзе, а также канд. техн, наук, доп. А. Д. Сухареву, д-ру техн, наук, проф. М. Ф. Зарипову, д-ру техн, наук, проф. И. М. Хомякову, поддержка и помощь которых позволили закончить настоящую работу; инженеру Н. Н. Михайловой, выполнившей работы по технической подготовке рукописи.
Авторы глубоко признательны д-ру техн, наук, проф. Б. И. Белову за высококвалифицированное научное редактирование.
Все замечания по книге следует направлять по адресу: Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14. Издательство «Высшая школа», редакция литературы по электротехнике и радиоэлектронике.
АвторыГлава первая