Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ткаченко_Ф_А_Техническая_электроника_00.DOC
Скачиваний:
161
Добавлен:
26.09.2019
Размер:
17.57 Mб
Скачать

342

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