Аналоговая и цифровая электроника
Автор: Опадчий Ю. Ф.
Год: 2000
Страницы: 768
Язык: Русский
Издательство: Горячая Линия Телеком
Для возможности заказывать книгу Вам необходимо зарегистрироваться
Описание:
Рассматривается элементная база устройств полупроводниковой электроники, диоды, транзисторы, тиристоры, приборы с зарядовой связью: приведена классификация, вольт-амперные и частотные характеристики, основные схемы включения и особенности применения конкретных приборов в различных режимах работы. Излагаются принципы построения типовых аналоговых, импульсных и цифровых устройств. Приведены способы математического описания их работы, а также основы анализа и направленного синтеза устройств с заданными техническими характеристиками.
Для студентов, обучающихся по специальности "Проектирование и технология радиоэлектронных средств".
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Введение 5
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ 8
Г л а в а 1. Непрерывное совершенствование электронных устройств и их
современная классификация 8
1.1. Этапы развития электроники 8
1.2. Классификация электронных устройств 10
Глава 2. Принципы функционирования и характеристики полупроводниковых приборов 18
2.1. Полупроводниковые диоды 19
2.2. Биполярные транзисторы 34
2.3. Полевые транзисторы 52
2.4. Тиристоры 63
2.5. Интегральные схемы 66
Г л а в а 3. Полупроводниковые датчики и индикаторные приборы 70
3.1. Полупроводниковые датчики температуры 70
3.2. Магнитополупроводниковые приборы 74
3.3. Приборы с зарядовой связью 76
3.4. Фотоэлектрические приборы. Понятие об оптоэлектронных приборах 91
3.5. Индикаторные приборы 95
ЧАСТЬ ВТОРАЯ .
АНАЛОГОВЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА
Глава 4. Расчет нелинейных электрических цепей 109
4.1. Основные понятия и определения 109
4.2. Методы расчета нелинейных цепей 111
4.3. Расчет нелинейных цепей постоянного тока 114
4.4. Расчет нелинейных цепей переменного тока 122
4.5. Расчет нелинейных цепей при одновременном воздействии источников постоянного и переменного напряжений 125
Глава 5. Основные свойства аналоговых усилительных устройств 135
5.1. Общие сведения, классификация и основные Характеристики усилителя! Типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя 135
5.2. Основные характеристики усилителя 141
5.3. Математическое описание усилительных устройств 146
5.4. Частотные характеристики усилительных устройств 149
5.5. Определение структуры усилительного устройства по виду ЛАЧХ 155
5.6. Обратная связь в усилителях 157
5.7. Влияние цепи обратной связи на основные характеристики усилительного устройства 161
5.8. Понятие об устойчивости усилителя 173
5.9. Связь частотных характеристик с параметрами усилителя 179
Глава 6. Схемотехника усилительных устройств на биполярных и полевых транзисторах 183
6.1. Усилительный каскад по схеме с общим эмиттером 183
6.1.1. Принцип работы и основные параметры 183
6.1.2. Понятие о классах усиления усилительных каскадов 188
6.1.3. Передаточная функция и схема замещения 193
6.1.4. Методы стабилизации рабочей точки 195
6.1.5. Каскад с последовательной отрицательной обратной связью по току нагрузки 197
6.1.6. Каскад с параллельной ООС по выходному напряжению 203
6.1.7. Формирование частотной характеристики каскадов с цепями ООС 207
6.2. Усилительный каскад по схеме с общим истоком 210
6.3. Эмиттерный и истоковый повторители 217
6.4. Источники постоянного тока и напряжения 221
6.4.1. Источники тока на биполярных транзисторах 221
6.4.2. Источники тока на полевых транзисторах 226
6.4.3.Источники постоянного напряжения 228
6.5. Схема «токового зеркала» 230
6.6. Активная нагрузка 232
6.7. Составной транзистор 235
68. Дифференциальный усилитель 238
6.9. Многокаскадные усилители 245
6.10. Выходные усилители мощности 263
Глава 7. Операционные усилители 272
7.1. Структурная схема операционного усилителя 273
7.2. Основные параметры операционного усилителя 278
7.3. Частотные свойства операционного усилителя 280
Глава 8. Преобразователи аналоговых сигналов на операционных усилителях 287
8.1. Повторитель напряжения 288
8.2. Неинвертирующий усилитель 289
8.3. Инвертирующий усилитель 290
8.4. Влияние параметров реального ОУ на работу усилителя 293
8.5. Температурные погрешности выходного напряжения ОУ 297
8.6. Усилитель с дифференциальным входом 299
8.7. Инвертирующий сумматор 301
8.8 Схема сложения-вычитания 302
8.9, Неинвертирующий сумматор 304
8 10 Интегратор 306
8.11. Дифференциатор 311
8.12. Логарифмический и антилогарифмический (экспоненциальный) усилители 315
8.13. Нелинейные преобразователи 318
8.13.1. Усилитель с возрастающим коэффициентом передачи 318
8.13.2. Усилитель с убывающим коэффициентом передачи 323
Ограничители уровня 327
Источники тока 329
8.14. Источники напряжения 331
8.15. Активные фильтры 334
8.17.1. Фильтры низких частот 336
8.17.2. Фильтры высоких частот 338
8.18. Усилители переменного тока 340
Глава 9. Устройства сравнения аналоговых сигналов 349
9.1. Работа операционного усилителя при больших амплитудах
9.2. входного сигнала 350
9.3. Однопороговое устройство сравнения 354
9.4. Регенеративная схема сравнения 359
9.5. Интегральные компараторы 367
Глава 10. Работа полупроводниковых приборов в ключевом режиме 370
10.1. Общие сведения об электронных схемах коммутации 370
10.2. Диодные ключи 372
10.3. Ключи на биполярных транзисторах 383
10.4. Ключи на полевых транзисторах 401
Глава 11. Триггерные и генераторные устройства 414
11. 1. Транзисторные триггеры 415
11.2. Основы теории генераторов. Балансам плитуд и фаз 421
11 . 3 . Автогенераторы и принципы обеспечения баланса фаз в транзисторных автогенераторах гармонических колебаний 424
11.4. Мульти вибраторы и принципы их функционирования 427
11.5. Генератор на операционном усилителе 434
Г л а в а 12 Импульсные усилители мощности 439
12.1. Основные требования к импульсным усилителям мощности 441
12.2. Статические потери в транзисторном ключе 442
12.3. Динамические потери в транзисторном ключе 446
12.4. Режимы импульсного регулирования мощности 455
12.5. Схемы транзисторных импульсных усилителей мощности 457
Г л а в а 13. Источники вторичного электропитания 460
13.1. Классификация, состав и основные параметры 460
13.2. Преобразователи переменного напряжения в пульсирующее напряжение (выпрямители) 465
13.3. Преобразователи постоянного напряжения в переменное напряжение 474
13.4. Устройства согласования уровня напряжения 476
13.5. Устройства стабилизации напряжения питания 477
13.6. Управляемый выпрямитель 496
13.7. Устройства преобразования напряжения 500
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ .
УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
Глава 14. Математическое описание цифровых устройств 504
14.1. Системы счисления 504
14.2. Логические константы и переменные. Операции булевой алгебры 507
14.3. Способы записи функций алгебры логики 509
14.4. Логические элементы и схемы . Принцип двойственности 513
14.5. Теоремы булевой алгебры 516
14.6. Классификация логических устройств 517
Г л а в а 15. Минимизация логических устройств 518
15.1. Цели минимизации логических устройств 518
15.2. Общие принципы минимизации 519
15.3. Минимизация ФАЛ с использованием карт Вейча 521
15.4. Минимизация ФАЛ на ЭВМ метолом Квайна и Мак-Класки 530
Глава 16. Комбинационные логические устройства 534
16.1. Синтез логических устройств в заданном базисе ЛЭ 534
16.2. Особенности построения логических устройств на реальной элементной базе 536
16.3. Типовые функциональные узлы комбинационных логических устройств 550
Глава 17. Последовательностные логические устройства 553
17.1. Назначение и классификация тригтерных устройств 553
17.2. Одноступенчатые триггеры 556
17.3. Двух ступенчатые триггеры 562
17.4. Триггеры с динамическим управлением 567
17 5. Особенности построения микроэлектронных триггеров 570
17.6. Обобщенная структурная схема и описание цифровых автоматов 572
17.7. Синтез логической схемы цифрового автомата 576
17.8. Построение таблицы переходов по логической схеме автомата 579
17.9. Функциональные узлы последовательностных логических устройств 580
17.9.1. Регистры 580
17.9.2. Счетчики 588
17.9.3. Распределители тактов 599
Глава 1 8 . Арифметико - логические устройства 600
1 8 . 1 . Назначение и основные параметры 601
18.2. Сумматоры 603
18.2 1. Алгоритм двоичного сложения 603
18.2.2. Классификация сумматоров 605
18-2.3. Двоичный полусумматор 606
18.2.4. Одноразрядный сумматор 607
18.2.5. Многоразрядный сумматор параллельного действия 608
18.2.6. Многоразрядный сумматор последовательного действия 609
18.3. Повышение быстродействия сумматоров 611
18.3.1. Сумматоры с параллельным переносом 612
18.3.2.Сумматоры с групповой структурой 615
18.4. Алгоритм вычитания двоичных чисел 617
18.5 Реализация операций арифметического сложения и вычитания 619
18 6. Двоично-десятичные сумматоры 621
18.7. Выполнение логических операций 623
16.7. Интегральные схемы АЛУ 625
18.7. Выполнение операций арифметического умножения 626
Глава 19. Базовые логические элементы 631
19.1. Способы представления логических переменных электрическими сигналами 631
19.2. Основные требования к базовым ЛЭ 632
19 3. Классификация и области применения основных типов базовых логических элементов 638
19.4. БЛЭ транзисторно-транзисторной логики 639
19.4.1. Состав, схемотехника и принцип действия БЛЭ 639
19.4.2. Разновидности схемотехники элементов ТТЛ 643
19.4.3. Статические характеристики и динамические параметры БЛЭ 646
19.4.4. Способы повышения быстродействия 651
19-4.5. Интегральные параметры и разновидности серии БЛЭ ТТЛ 653
19.5. БЛЭ эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ) 655
19.5.1. Особенности схемотехники 655
19.5.2 Принцип действия и функциональные возможности БЛЭ ЭСЛ 657
19.5.3 Статические характеристики 661
19.5.4. Способы повышения быстродействия 662
19.6. БЛЭ на МДП-транзисторах 663
19.6.1. Особенности использования МДП-транзистора 663
19.6.2.Схемотехника БЛЭ «МОП и рМОП-типов 665
19.6.3. Схемотехника БЛЗ КМОП типа 666
19.7. БЛЭ интегрально-инжекционной логики 669
Глава 20. Генераторы на логических элементах и таймеры 673
2 0 . 1 . Автогенераторы на Б Л Э 673
20.2. Одно вибраторы на элементах ТТЛ 682
20.3. Интегральные таймеры 685
Глава 2 1 . Полупроводниковые запоминающие устройства 693
21.1. Назначение, основные параметры и классификация 693
21.2. ЗУ с одномерной адресацией 697
2 1. 3. ЗУ с двумерной адресацией 699
2 1. 4. Увеличение объема памяти ЗУ 701
2 1 . 5 . Статистические ОЗУ на биполярных транзисторах 703
2 1. 6. Статические ОЗУ на полевых транзисторах 705
21.7. Динамические ОЗУ 707
21.8. Постоянные ЗУ (ПЗУ) 710
Глава 22. Логические устройства с программируемыми характеристиками 720
212.1. Назначение и области применения 720
22.2. Применение мультиплексора в качестве универсального ЛЭ 721
22.3. Обобщенная структурная схема программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) 724
22 4. Применение ПИЗУ в качестве ПЛИС 725
22.5. Программируемая матричная логика 728
22.6. Программируемые логические матрицы 729
22.7. Базовые матричные кристаллы 733
Глава 23. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи 736
23.1. Назначение, основные свойства и классификация 736
23.2. Основные характеристики 742
23.3. ЦАП с суммированием токов 744
23.4. АЦП последовательного счета 750
23.5. АЦП поразрядного кодирования 752
23.6. АЦП параллельного преобразования 755
23.7. АЦП с двойным интегрированием 756
23.8. Области применения АЦП различных типов 759
Заключение 762
Список литературы 763
