СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие ............................................................................................................................................................3
Введение.................................................................................................................................................................... 5

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ.................................................................................. 8

Глава 1 Непрерывное совершенствование электронных устройств и иx
современная классификация ..............................................................................................................................8
1 I Этапы развития электроники....................................................................................................................... 8
1 2 Классификация электронных устройств................................................................................................ 10
Глава 2 Принципы функционирования и характеристики полупроводниковых приборов......... 18
2.1 Полупроводниковые диоды .......................................................................................................................18
2.2 Биполярные транзисторы ..........................................................................................................................34
2.3 Полевые транзисторы ................................................................................................................................52
2.4 Тиристоры...................................................................................................................................................... 63
2.5 Интегральные схемы................................................................................................................................... 66
Глава 3 Полупроводниковые датчики и индикаторные приборы....................................................... 70
3.1 Полупроводниковые датчики температуры ........................................................................................70
3.2 Магнитополупроводниковые приборы .................................................................................................74
3.3 Приборы с зарядовой связью................................................................................................................... 86
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 источник
ков постоянного и переменного напряжений ............................................................................................125
Глава 5 Основные свойства аналоговых усилительных устройств ..................................................135
5.1 Общие сведения классификация и основные характеристики усилителя и типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя ................................................................135
5.2 Основные характеристики усилителя ..................................................................................................139
5.3 Математическое описание усилительных устройств..................................................................... 146
5.4 Частотные характеристики уснлительных 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 усили-тельного устройства.. 161
5.8 Понятие об устойчивости усилителя................................................................................................... 173
5.9 Связь частотных характеристик с параметрами усилителя.......................................................... 179
Глава б 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 к и стоковый 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
6.8 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 Неинвертируюший 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 Не инвертирующий сумматор............................................................................................................... 304
8.10 Интегратор................................................................................................................................................. 306
8.11 Дифференциатор....................................................................................................................................... 311
8.12 Логарифмический и антилогарнфмическии (экспоненцнапьный) 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
8.14 Oграничители уровня............................................................................................................................. 327
8.15 Источники тока......................................................................................................................................... 329
8.16 Источники напряжения........................................................................................................................... 331
6.17 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 входного сигнала.................... 350
9.2 Однопороговое устройство сравнения................................................................................................ 354
9.3 Регенеративная схема сравнения........................................................................................................... 359
9.4 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 Баланс амплитуд и фаз................................................................... 421
11.3 Автогенераторы и принципы обеспечения баланса фаз в транзисторных автогенераторах гармонических колебаний.............................................................................................................................. 424
11.4 Мультивибраторы и принципы их функционирования............................................................... 427
11.5 Генератор на операционном усилителе............................................................................................ 434
Глава 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
Глава 13 Источники вторичного электропитания.................................................................................. 460
13.1 Классификация состав и основные параметры............................................................................... 460
13.2 Преобразователи переменного напряжения
в пульсируюшее на пряжение (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........................................................ 510
14.5 Теоремы булевой алгебры.................................................................................................................... 510
14.6 Классификация логических устройств.............................................................................................. 517
Глава 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 методом Квайна и Мак Класки....................................................... 530
Глава 16 Комбинационные логические устройства............................................................................... 534
16.1 Синтез логических устройств в заданном базисе ЛЭ.................................................................... 534
16.2 Особенности построении логических устройств на реальной эле ментной базе................ 536
16.3 Типовые функциональные узлы комбинационных логических уст ройств......................... 540
Глава 17 Последовательностные логические устройства.................................................................... 553
17.1 Назначение и классификация триггерных устройств................................................................... 553
17.2 Одноступенчатые триггеры.................................................................................................................. 556
17.3 Двухступенчатые трриггеры................................................................................................................ 562
17.4 Триггеры с динамическим управлением......................................................................................... 567
17.5 Особенности построении мнкроелертронных 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 18 Арифметико-логические устройства......................................................................................... 601
18.1 Назначение и основные параметры..................................................................................................... 601
18.2 Сумматоры................................................................................................................................................. 603
18.2 Алгоритм двоичного сложении........................................................................................................... 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 о 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
18.8 Интегральные схемы АЛУ.................................................................................................................... 625
18.9 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
19.1.1. 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 серий БЛЭ ТТЛ................................................ 653
14.5 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-транэисторах.................................................................................................................. 663
19.6.1. Особенности использования МДП-транзистора ....................................................................... 663
19 6 2. Схемотехника БЛЭ nМОП и рМОП-титтов .............................................................................. 665
19.6.3 Схемотехника БЛЭ КМОП типа....................................................................................................... 666
19.7. БЛЭ интегрално-инжекционной логики.......................................................................................... 669
Глава 20. Генераторы на логических элементах и таймеры ............................................................. 673
20.1. Автогенераторы на БЛЭ........................................................................................................................ 673
20.2. Одновибраторы на элементах ТТЛ.................................................................................................. 682
20.3. Интегральные таймеры........................................................................................................................ 685
Глава 21. Полупроводниковые запоминающие устройства ............................................................... 693
21.1. Назначение, основные параметры и классификация .................................................................. 693
21.2 ЗУ с одномерной адресацией................................................................................................................ 697
21.3. ЗУ с двумерной адресацией................................................................................................................. 699
21.4. Увеличение объема памяти ЗУ .......................................................................................................... 701
21.5 Статические ОЗУ на биполярных транзисторах............................................................................. 703
21.6. 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
22 I. 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 ППЗУ в качестве ПЛИС ............................................................................................ 725
22.5. Программируемая матричная логика............................................................................................. 728
22.6. Програюммируемые 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