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Vorwort
6
Inhalt
8
1 Einführung
12
1.1 Elektronische Schaltungen
12
1.2 Die Welt der elektronischen Bauelemente
13
1.3 Mikroelektronik
16
1.4 Der Weg durch das Buch
18
2 Physikalische Grundlagen elektrischer Schaltungen
20
2.1 Spannung und Strom
20
2.2 Widerstand, Kapazität, Induktivität
25
2.2.1 Stromleitung und Widerstand
26
2.2.2 Kapazität
30
2.2.3 Induktivität
32
2.3 Stromkreis
38
2.3.1 Grundbeziehungen
38
2.3.2 Parallel- und Serienschaltung
49
2.4 Reale Bauelemente
56
2.4.1 Widerstand, Kondensator und Spule
57
2.4.2 Verlustleistung und die Speicherung von Energie
62
2.5 Verständnisfragen
69
3 Passive Netzwerke
71
3.1 Signale in Schaltungen
71
3.2 Übertragungseigenschaften linearer Schaltkreise
78
3.2.1 Methode der komplexen Zeiger
78
3.2.2 Übertragungsfunktion und Bode-Diagramm
84
3.2.3 Vierpolmodell
91
3.3 Von der Übertragungsfunktion zum Netzwerk
97
3.4 Verständnisfragen
103
4 Halbleiterbauelemente
105
4.1 Diode und Transistor
105
4.1.1 pn-Übergang und Diode
105
4.1.2 Bipolartransistor
109
4.1.3 Feldeffekttransistor
112
4.2 Der Transistor in der Schaltung
118
4.2.1 Arbeitspunkt
118
4.2.2 Bipolartransistor im Kleinsignalbetrieb
122
4.2.3 Feldeffekttransistor im Kleinsignalbetrieb
128
4.3 Dynamische Signale in Transistoren und Dioden
133
4.3.1 Parasitäre Kapazitäten
134
4.3.2 Diode und Bipolartransistor
136
4.3.3 MOS-Feldeffekttransistor
141
4.4 Verständnisfragen
144
5 Analoge Grundschaltungen
146
5.1 Einzeltransistor als Verstärkergrundschaltung
146
5.1.1 Signalquelle und Last
146
5.1.2 Grundschaltungen des Bipolartransistors
149
5.1.3 Grundschaltungen des MOS-Feldeffekttransistors
165
5.2 Funktionsschaltungen mit mehreren Transistoren
172
5.2.1 Koppelkondensator
172
5.2.2 Darlington-Schaltung
173
5.2.3 Differenzverstärker
177
5.2.4 Schaltungen für Gleichstromquellen
184
5.3 Operationsverstärker
190
5.3.1 Universelle Grundschaltungen mit dem Operationsverstärker
190
5.3.2 Summierer, Differenzierer und Integrierer
197
5.4 Funktionsbausteine der Signalverarbeitung
201
5.4.1 Aktive Filter
202
5.4.2 Das Prinzip von Abtastung und Quantisierung
207
5.4.3 Digital/Analog-Umsetzer
211
5.4.4 Analog/Digital-Umsetzer
214
5.5 Rechnergestützte Schaltungsanalyse
221
5.6 Verständnisfragen
227
6 Digitale Grundschaltungen und Speicher
229
6.1 Digitale Schaltungen und ihre Charakterisierung
229
6.1.1 Digitale Variable und ihre Verknüpfung
229
6.1.2 Last und Verzweigung im Logiknetz
232
6.2 Realisierung der digitalen Grundfunktionen
235
6.2.1 Diodengatter und Dioden-Transistorgatter
236
6.2.2 CMOS-Inverter
241
6.2.3 Gatter in CMOS-Technik
248
6.2.4 Realisierung von Zeitintervallen
250
6.3 Ausblick auf das Feld komplexer Digitalbausteine
252
6.3.1 Schaltsymbole
252
6.3.2 Latch und Flipflop
255
6.3.3 Komplexgatter
262
6.3.4 Taktgeneratoren
264
6.4 Speicherbausteine für Digitalrechner
270
6.4.1 Bausteine für den Arbeitsspeicher (SRAM, DRAM)
270
6.4.2 Nichtflüchtige Speicher (ROM, EPROM, EEPROM)
280
6.5 Verständnisfragen
288
7 Anhang
290
7.1 Umrechnungstabelle der Vierpolparameter
290
7.2 Formelzeichen und Abkürzungen
291
Literatur
294
Index
296
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