Литература

1. Прянишников В.А. Электроника: курс лекций. – СПб.: КОРОНА принт, 1998.

2. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. – М.: Горячая Линия – Телеком, 2002.

3. Китаев В.Е., Бакуняев А.А., Колпаков М.Ф. Расчет источников электропитания устройств связи. – М.: Радио и связь, 1993.

4. Гусев В.Г., Гусев Ю.Н. Электроника и микропроцессорная техника. – М.: Высш. шк., 2005.

5. Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные и цифровые устройства. – М.: Радио и связь, 1992.

6. Авиев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Т. Основы микроэлектроники. – М.: Радио и связь, 1991.

7. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. – М.: Мир, 1982.

8. Токхейм Р. Основы цифровой электроники. – М.: Мир, 1988.

9. Точи Рональд Дж., Уидмер Нил.С. Цифровые системы. – М., 2004.

10. Якубовский С.В., Ниссельсон Л.И. и др. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: справочник. – М.: Радио и связь, 1990.

11. Рыбин Ю.К. Электронные устройства. – Томск: Печатная мануфактура, 2003.

12. Перельман Б.Л., Шевелев В.И. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги: справочник. – М.: НТЦ Микротех, 1998.

13. Лачин В.И., Савелов И.С. Электроника. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2007.

Оглавление

I. Основы АнАЛОГОВОЙ электроники 3

1. ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКОЙ, И ЭЛЕМЕНТЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ИХ РЕШЕНИЯ 3

1.1. Электрические сигналы. Временное и спектральное представление 3

1.2. Усиление электрических сигналов 8

1.3. Модуляция сигналов 11

1.3.1. Амплитудная модуляция 11

1.3.2. Импульсно-кодовая модуляция 14

1.3.3. Широтно-импульсная модуляция 16

1.4. Фильтрация сигналов 17

1.5. Хранение и отображение информации 18

1.6. Преобразование электрической энергии 19

Контрольные вопросы и задания 21

Основные результаты первой главы 21

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОПИСАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 22

2.1. Описание нелинейных элементов 22

2.2. Линеаризация нелинейных уравнений 24

2.3. Частотный анализ линеаризованных цепей 31

2.4. Временной анализ линеаризованных цепей 34

Контрольные вопросы и задания 37

Основные результаты второй главы 37

3. ПОЛУПРОВОДНИКИ – ОСНОВА СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ЭЛЕКТРОНИКИ 38

3.1. Преимущества полупроводниковых элементов перед электровакуумными 38

3.2. Физические основы электропроводности полупроводников 39

3.3. Электропроводность беспримесного (собственного) полупроводника 40

3.4. Электропроводность примесных полупроводников 42

3.4.1. Донорная примесь 42

3.4.2. Акцепторная примесь 45

3.5. P-n-переход 46

3.6. Инерционность p-n-перехода 50

3.6.1. Зарядная емкость p-n-перехода 50

3.6.2. Диффузионная емкость 52

3.7. Пробой p-n-перехода 53

3.7.1. Тепловой пробой 54

3.7.2. Электрический пробой 54

3.8. Математическая модель p-n-перехода 55

3.9. Переход металл – полупроводник 56

Контрольные вопросы и задания 56

Основные результаты третьей главы 57

4. МНОГОПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 59

4.1. Полупроводниковые триоды (биполярные транзисторы) 59

4.2. Активный режим работы биполярного транзистора 61

4.3. Статические характеристики биполярного транзистора для активного режима 64

4.4. Инерционность биполярного транзистора 65

4.5. Пробой коллекторного перехода 65

4.6. Пробой эмиттерного перехода 66

4.7. Нелинейная модель биполярного транзистора 66

4.8. Линеаризованная модель биполярного транзистора 67

4.9. Ключевой режим биполярного транзистора 69

4.10. Полевые транзисторы 74

4.11. Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом 75

4.12. Полевые транзисторы с изолированным затвором 79

4.13. Ключевой режим работы полевых транзисторов 84

4.14. Тиристоры 87

4.15. Элементы оптоэлектроники 90

4.15.1. Управляемые источники излучения 91

4.15.2. Фотоприемники 93

Контрольные вопросы и задания 101

Основные результаты четвертой главы 102

5. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 103

5.1. Общие положения 103

Контрольные вопросы и задания 108

5.2. Обратная связь в усилительных устройствах 109

5.2.1. Влияние обратной связи на коэффициент усиления. 109

5.2.2. Влияние обратной связи на нестабильность усилителя 112

5.2.3. Влияние обратной связи на нелинейные искажения и шумы усилителя 114

5.2.4. Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления усилителя 115

5.2.5. Устойчивость усилителей с обратной связью 119

5.2.6. Коррекция частотных характеристик для обеспечения устойчивости усилителя 122

Контрольные вопросы и задания 124

5.3. Принципы построения усилительных каскадов 124

5.3.1. Цепи задания и стабилизации режима покоя 124

5.3.2. Элементы связи усилительных устройств 130

Контрольные вопросы и задания 132

5.4. Операционные усилители 133

5.4.1. Модели ОУ 142

5.4.2. Масштабирующий инвертирующий усилитель 143

5.4.3. Масштабирующий неинвертирующий усилитель 144

5.4.4. Суммирующий усилитель 145

5.4.5. Вычитающий усилитель 145

5.4.6. Интегрирующий усилитель 146

5.4.7. Нелинейные функциональные преобразователи сигналов 148

Контрольные вопросы и задания 150

5.5. Усилители мощности 151

5.5.1. Линейные усилители мощности 151

5.5.2. Усилители мощности ключевого типа 157

Контрольные вопросы и задания 166

Основные результаты пятой главы 166

6. АВТОГЕНЕРАТОРЫ 167

Контрольные вопросы и задания 172

Основные результаты шестой главы 172

7. ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ 173

7.1. Классическая схема вторичного источника (без преобразования частоты сети) 174

7.2. Функциональные элементы вторичных источников электропитания 175

7.2.1. Преобразователи переменного напряжения 175

7.2.2. Стабилизаторы постоянного напряжения 178

7.3. Вторичные источники с преобразованием частоты сети 185

Контрольные вопросы и задания 193

Основные результаты седьмой главы 193

II. Основы цифровой электроники 194

1. ВВЕДЕНИЕ 194

2. ЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ 197

2.1. Логические функции и способы их представления 197

2.2. Основы алгебры логики 198

2.2.1. Функция НЕ 198

2.2.2. Функция ИЛИ 199

2.2.3. Функция И 200

2.3. Логические элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ 201

2.3.1. Элемент И-НЕ (штрих Шеффера) 203

2.3.2. Элемент ИЛИ-НЕ (стрелка Пирса) 203

2.4. Синтез логических устройств 204

2.5. Выбор системы логических элементов 206

2.6. Минимизация логических функций 206

Контрольные вопросы и задания 209

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ОСНОВЫ СХЕМОТЕХНИКИ 210

3.1. Логические уровни, нагрузочная способность 210

3.2. Логические элементы с тремя состояниями 212

3.3. Быстродействие логических элементов 213

3.4. Помехоустойчивость логических элементов 218

3.5. Число входов логических элементов 221

3.6. Специальные типы логических элементов. Логические элементы с открытым коллектором 221

3.6.1. Расширители числа входов 222

3.6.2. Схема согласования уровней 224

3.6.3. Логический элемент с разрешением по входу 224

Контрольные вопросы и задания 224

4. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА КОМБИНАЦИОННОГО ТИПА 225

4.1. Преобразователи кодов, шифраторы, дешифраторы 225

4.2. Мультиплексоры 231

4.3. Сумматоры 234

4.4. Цифровые компараторы 236

Контрольные вопросы и задания 237

5. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА 238

5.1. Триггеры 238

5.1.1. RS-триггер 241

5.1.2. D-триггер 243

5.1.3. JK-триггер 244

5.1.4. T-триггер 245

5.1.5. Триггер Шмитта 246

5.2. Цифровые счетчики импульсов и делители частоты следования 247

5.2.1. Двоичные счетчики 247

5.2.2. Недвоичные счетчики 249

5.3. Регистры 251

Контрольные вопросы и задания 253

6. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСных СИГНАЛОВ 254

6.1. Автогенераторы прямоугольных импульсов (мультивибраторы) 255

6.2. Ждущий (заторможенный) режим генераторов 258

6.3. Интегральные таймеры 259

6.4. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (тока) 263

Контрольные вопросы и задания 265

7. УСТРОЙСТВА СОпРяжЕНИЯ ЦИФРОВЫХ И АНАЛОГОВЫХ СИСТЕМ 266

7.1. Цифроаналоговые преобразователи 266

7.2. Аналого-цифровые преобразователи 272

7.2.1. АЦП последовательного приближения 276

7.2.2. АЦП параллельного типа 278

7.2.3. АЦП интегрирующего типа 279

Контрольные вопросы и задания 283

8. ВВЕДЕНИЕ В МИКРОПРОЦЕССОРНУЮ ТЕХНИКУ 283

8.1. Арифметическо-логические устройства 284

8.2. Полупроводниковые запоминающие устройства 285

8.3. Программируемые логические интегральные матрицы 292

8.4. Интерфейсные устройства 296

Контрольные вопросы и задания 298

Приложение СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ 299

ЛИТЕРАТУРА 301

Учебное издание

ФОМИЧЕВ Юрий Михайлович

СЕРГЕЕВ Виталий Михайлович

ЭЛЕКТРОНИКА

Элементная база, аналоговые и цифровые

функциональные устройства

Учебное пособие

Редактор

Верстка

Отпечатано в Издательстве ТПУ в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета

Подписано к печати Формат 60×84/16. Бумага «Снегурочка». Печать Xerox. Усл. печ. л. 16,75. Уч.-изд. л. 15,16. Заказ . Тираж экз.
	Национальный исследовательский Томский политехнический университет Система менеджмента качества Издательства Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30. Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru

Более корректное определение: Осредненное (линеаризованное) значение коэффициента передачи равно отношению амплитуды первой гармоники выходного сигнала к амплитуде входного ,является функцией сигнала и не зависит от его мгновенного значения.

*Это правомерно для материалов, не обладающих сверхпроводимостью при низких температурах, включая ВТСП.

* Достижения современной физики в области гетероструктур создают предпосылки для существенного повышения КПД.

307