PDF

Spis treści
Przedmowa
Wykaz ważniejszych oznaczeń
1. Zarys właściwości półprzewodników
1.1. Półprzewodniki stosowane w elektronice
1.2. Struktura energetyczna półprzewodników
1.3. Nośniki ładunku w półprzewodnikach
1.4. Statystyka nośników ładunku w półprzewodnikach
1.5. Przewodnictwo elektryczne
1.6. Dyfuzja nośników ładunku
2. Zjawiska kontaktowe
2.1. Kontakt metal-półprzewodnik (m-p)
2.2. Złącze p-n
2.2.1. Stan równowagi złącza
2.2.2. Przepływ prądu przez złącze p-n
3. Diody
3.1. Model diody złączowej p+-n
3.2. Równanie rzeczywistej diody złączowej p-n
3.3. Parametry diody prostowniczej
3.4. Pojemności złącza p+-n
3.5. Małosygnałowe modele diody
3.6. Diody stabilizacyjne
3.7. Diody tunelowe
4. Tranzystory bipolarne
4.1. Budowa i działanie tranzystorów bipolarnych
4.1.1. Struktury złączowe tranzystorów
4.1.2. Konfiguracje i stany pracy tranzystora
4.2. Charakterystyki stałoprądowe
4.2.1. Model Ebersa-Molla
4.2.2. Charakterystyki tranzystora w konfiguracji OE
4.2.3. Transportowy model tranzystora
4.3. Parametry i modele małosygnałowe tranzystorów bipolarnych
13
15
21
22
22
24
26
30
32
35
37
40
42
44
47
47
48
52
53
58
60
63
67
67
67
71
73
73
76
78
80
5
4.3.1. Definicje podstawowe
4.3.2. Określenie punktu pracy tranzystora
4.3.3. Tranzystor jako czwórnik aktywny
4.3.4. Model typu hybryd n dla konfiguracji OE
4.3.5. Model hybryd Ti dla konfiguracji OB
4.3.6. Hybrydowe parametry typu h
4.3.7. Częstotliwości graniczne tranzystora
4.4. Narażenia napięciowe tranzystorów
5. Tranzystory polowe
5.1. Zasada działania i podział tranzystorów polowych
5.2. Złączowy tranzystor polowy JFET i jego modele
5.2.1. Parametry małosygnałowe tranzystora JFET
5.2.2. Ograniczenia częstotliwościowe i częstotliwość odcięcia
5.3. Tranzystor polowy z izolowaną bramką (MOSFET) i jego modele
5.3.1. Wielkosygnałowy model zastępczy tranzystora MOSFET
5.3.2. Małosygnałowy model tranzystora MOSFET
5.4. Małosygnałowy admitancyjny schemat zastępczy tranzystorów
polowych
6. Przyrządy optoelektroniczne
6.1. Fotoogniwo
6.2. Fotodioda
6.3. Fototranzystor
6.4. Dioda elektroluminescencyjna (LED - Light Emitting Diodę)
6.5. Laser półprzewodnikowy
7. Tyrystory i triaki
7.1. Budowa i działanie tyrystora
7.2. Triaki
7.3. Struktury tyrystorowe V-MOS i D-MOS
8. Wybrane przyrządy elektroniczne
8.1. Termoelement Peltiera (chłodziarka termoelektryczna)
8.2. Warystor
8.3. Hallotron
8.4. Magnetorezystor
9. Układy zasilania tranzystorów
9.1. Wybór punktu pracy tranzystora
9.2. Statyczne i dynamiczne proste robocze układów wzmacniających
9.3. Zasilanie i stabilizacja punktów pracy tranzystorów w układach
dyskretnych
9.3.1. Układy zasilania tranzystorów bipolarnych
9.3.2. Układy zasilania tranzystorów unipolarnych
9.4. Zasilanie i stabilizacja punktów pracy tranzystorów w układach
scalonych
80
80
81
84
87
88
90
94
97
97
100
104
107
108
111
112
117
119
119
121
124
125
127
131
131
136
137
141
141
143
146
148
153
153
155
158
158
168
171
9.4.1. Ogólna charakterystyka obwodów zasilania w układach
scalonych
9.4.2. Podstawowe bloki w układach zasilania i stabilizacji punktów
pracy tranzystorów bipolarnych
9.4.2.1. Źródła stałoprądowe - lustra prądowe
9.4.2.2. Stałoprądowe źródła odniesienia
9.4.2.3. Źródła napięcia odniesienia
9.4.3. Podstawowe bloki w układach zasilania i stabilizacji punktów
pracy tranzystorów unipolarnych
9.4.3.1. Źródła stałoprądowe - lustra prądowe
9.4.3.2. Źródła napięciowe
10. Wzmacniacze tranzystorowe w różnych konfiguracjach
10.1. Wprowadzenie
10.2. Klasyfikacja wzmacniaczy
10.3. Tworzenie schematów zastępczych wzmacniaczy
10.4. Właściwości wzmacniaczy w zakresie średnich częstotliwości
10.4.1. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego emitera
10.4.2. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnej bazy
10.4.3. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego kolektora - wtórnik
emiterowy
10.4.4. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego źródła
10.4.5. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnej bramki
10.4.6. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego drenu - wtórnik
źródłowy
10.5. Właściwości wzmacniaczy w zakresie dużych częstotliwości
10.5.1. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego emitera i wspólnego
źródła
10.5.2. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnej bazy i wspólnej
bramki
10.5.3. Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego kolektora i wspólnego
drenu
10.6. Charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy RC w zakresie
małych częstotliwości
11. Sprzężenie zwrotne
11.1. Uwagi ogólne
11.2. Elementarna teoria sprzężenia zwrotnego
11.3. Wpływ sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy
11.3.1. Wpływ sprzężenia zwrotnego na wrażliwość wzmocnienia
11.3.2. Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na zniekształcenia
nieliniowe, zakłócenia i szumy
11.3.3. Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na impedancję
wejściową wzmacniacza
171
172
172
178
181
185
185
191
195
195
197
198
203
203
205
207
210
214
216
219
219
223
224
225
229
229
230
233
233
234
236
11.3.4. Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na impedancję
wyjściową wzmacniacza
11.4. Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na charakterystyki
częstotliwościowe wzmacniaczy
11.5. Stabilność układów ze sprzężeniem zwrotnym
11.6. Przykłady wzmacniaczy z ujemnym sprzężeniem zwrotnym
12. Wzmacniacze prądu stałego
12.1. Wprowadzenie
12.2. Wzmacniacz różnicowy z tranzystorami bipolarnymi
12.2.1. Zasada działania wzmacniacza różnicowego
12.2.2. Charakterystyka przejściowa wzmacniacza
12.2.3. Analiza małosygnałowa
12.2.4. Wzmacniacz różnicowy w zakresie dużych częstotliwości
12.2.5. Wzmacniacze z obciążeniem aktywnym
12.3. Wzmacniacz różnicowy z tranzystorami MOS
12.3.1. Charakterystyka przejściowa wzmacniacza
12.3.2. Wzmacniacze różnicowe MOS z obciążeniem aktywnym.
Analiza małosygnałowa
12.4. Wzmacniacze operacyjne
12.4.1. Podstawowe właściwości wzmacniaczy operacyjnych
12.4.2. Budowa wzmacniaczy operacyjnych
12.4.3. Kompensacja charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza
operacyjnego
12.4.4. Szybkość narastania napięcia wyjściowego
12.5. Inne wzmacniacze operacyjne
13. Liniowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych
13.1. Wprowadzenie
13.2. Podstawowe konfiguracje wzmacniacza operacyjnego w układach
wzmacniających
13.2.1. Wzmacniacz odwracający
13.2.2. Wzmacniacz sumujący
13.2.3. Wzmacniacz nieodwracający
13.2.4. Wtórnik napięciowy
13.2.5. Wzmacniacz różnicowy
13.3. Układy całkujące i różniczkujące
13.3.1. Układ całkujący
13.3.2. Układ różniczkujący
13.4. Filtry aktywne
13.4.1. Klasyfikacja filtrów aktywnych i metody ich realizacji
13.4.2. Filtry bikwadratowe
13.4.3. Filtry aktywne realizowane metodą zmiennych stanu
13.4.4. Filtry aktywne z analogami indukcyjności
237
239
244
246
251
251
251
251
253
256
260
262
266
266
268
273
273
275
278
281
282
289
289
289
289
292
292
294
295
296
296
298
300
300
302
311
313
13.4.5. Filtry C-przełączane
13.4.5.1. Uwagi wstępne
13.4.5.2. Przykłady realizacji integratorów i filtrów SC
13.4.6. Filtry aktywne C pracujące w czasie ciągłym
14. Wzmacniacze szerokopasmowe i impulsowe
14.1. Wprowadzenie
14.2. Aproksymacja charakterystyk częstotliwościowych oraz związki
między charakterystykami częstotliwościowymi i czasowymi układów
liniowych
14.2.1. Zagadnienie aproksymacji charakterystyk idealnych
14.2.2. Maksymalnie płaska charakterystyka wzmocnienia
14.2.3. Charakterystyka równomiernie falista
14.2.4. Charakterystyka maksymalnie liniowej fazy
14.2.5. Związki pomiędzy parametrami częstotliwościowymi
i impulsowymi wzmacniacza
14.3. Sposoby rozszerzania pasma wzmacniaczy
14.3.1. Właściwości szerokopasmowe jednostopniowego
wzmacniacza oporowego w konfiguracji OE
14.3.2. Wzmacniacze z korekcją obwodów sprzęgających
14.3.3. Wzmacniacze z korekcją w obwodzie sprzężenia
zwrotnego
14.4. Wzmacniacze kaskodowe
14.5. Niesymetryczny wzmacniacz różnicowy - układ OC-OB
14.6. Scalone wzmacniacze szerokopasmowe
15. Wzmacniacze selektywne wielkiej częstotliwości
15.1. Wprowadzenie
15.2. Obwody rezonansowe LC
15.2.1. Pojedynczy obwód rezonansowy LC
15.2.2. Obwody rezonansowe sprzężone
15.3. Filtry piezoelektryczne
15.3.1. Rodzaje filtrów piezoelektrycznych
15.3.2. Filtry kwarcowe
15.3.3. Filtry ceramiczne
15.4. Przykłady analizy jednostopniowych wzmacniaczy
rezonansowych LC
15.5. Stabilność wzmacniaczy rezonansowych
15.6. Wzmacniacze selektywne o ulepszonych właściwościach
wielkoczęstotliwościowych
15.7. Techniki realizacji wzmacniaczy selektywnych w.cz
16. Wzmacniacze mocy
16.1. Specyficzne problemy wzmacniaczy mocy
16.1.1. Odprowadzenie ciepła z tranzystora mocy
314
314
317
322
325
325
326
326
327
329
330
332
333
333
337
337
341
343
344
349
349
350
350
356
360
360
361
365
366
371
373
376
379
379
380
16.1.2. Klasy pracy wzmacniaczy
16.1.3. Układy sprzęgające obciążenie ze wzmacniaczem
16.1.4. Zniekształcenia nieliniowe we wzmacniaczach mocy
16.2. Wzmacniacze mocy klasy A
16.2.1. Wzmacniacz z obciążeniem rezystancyjnym bezpośrednio
włączonym w obwód kolektora
16.2.2. Wzmacniacz ze sprzężeniem transformatorowym
16.3. Przeciwsobne wzmacniacze klasy B i AB
16.3.1. Zależności energetyczne wzmacniacza klasy B
16.3.2. Charakterystyka przejściowa i zniekształcenia nieliniowe
16.4. Rozwiązania układowe wzmacniaczy klasy AB
16.5. Wzmacniacze mocy z tranzystorami MOSFET
17. Szumy w układach elektronicznych
17.1. Źródła i rodzaje szumów
17.1.1. Uwagi wstępne
17.1.2. Szumy cieplne
17.1.3. Szumy śrutowe
17.1.4. Szumy strukturalne (szumy l/f lub szumy migotania)
17.1.5. Szumy wybuchowe
17.1.6. Szumy lawinowe
17.2. Szumowe modele przyrządów półprzewodnikowych
17.2.1. Dioda półprzewodnikowa
17.2.2. Tranzystor bipolarny
17.2.3. Tranzystor unipolarny JFET
17.2.4. Tranzystor unipolarny MOSFET
17.3. Sumowanie źródeł szumowych
17.4. Całkowity szum zastępczy odniesiony do wejścia wzmacniacza
17.4.1. Zastępcze źródła szumów odniesione do wejścia
wzmacniacza
17.4.2. Zastępcze źródła szumów tranzystora bipolarnego
17.4.3. Zastępcze źródła szumów tranzystorów polowych
17.5. Wpływ sprzężenia zwrotnego na parametry szumowe
wzmacniacza
17.6. Parametry szumowe układów elektronicznych
18. Stabilizatory o pracy ciągłej
18.1. Definicje, parametry i klasyfikacja stabilizatorów
18.2. Stabilizatory parametryczne
18.2.1. Parametryczny stabilizator napięcia z diodą stabilizacyjną
(Zenera)
18.2.2. Parametryczny stabilizator prądu
18.2.3. Podsumowanie właściwości stabilizatorów parametrycznych....
18.3. Stabilizatory kompensacyjne
382
383
383
384
384
386
388
389
392
393
397
401
401
401
402
403
404
405
406
406
406
407
408
409
410
411
411
412
415
417
420
423
423
425
425
428
429
429
18.3.1. Zasada działania stabilizatorów kompensacyjnych
18.3.2. Szeregowe stabilizatory napięcia
18.3.3. Równolegle stabilizatory napięcia
18.4. Układy zabezpieczeń stabilizatorów
18.4.1. Układ z ograniczeniem prądu obciążenia
18.4.2. Układ z redukcjąprądu zwarcia
18.4.3. Ogranicznik prądu ze sprzężeniem zwrotnym
18.4.4. Zabezpieczenia nadnapięciowe
18.4.5. Zabezpieczenie termiczne
18.5. Kompensacyjny stabilizator prądu
18.6. Monolityczne stabilizatory napięcia
Literatura uzupełniająca
429
430
437
438
438
440
441
442
443
443
445
449