Dobrowolski A., Jachna Z., Majda E., Wierzbowski M. - Elektronika. Ależ to bardzo proste!.pdf

(16956 KB) Pobierz
ależ to bardzo proste!
Andrzej
Elektronika
Zbigniew
Dobrowolski
Ewelina
Jachna
Mariusz
Majda
Wierzbowski
W trakcie pracy dydaktycznej autorzy książki często spotykali się z problemami studentów, którzy w cza-
sie pierwszych lat studiów przechodzą wiele przedmiotów wprowadzających ich od podstaw w zagad-
nienia związane z m.in. automatyką, elektrotechniką, elektroniką i telekomunikacją. Kadra naukowo-dy-
daktyczna ma za zadanie przekazać w skondensowany sposób olbrzymi zakres wiedzy i jest to zadanie
niełatwe, ponieważ obecnie czas studiowania do momentu osiągnięcia tytułu inżyniera elektronika skró-
cono do zaledwie trzech i pół roku. Kluczem do sukcesu jest opanowanie całego wykładanego materia-
łu tworzącego fundament dla owocnej pracy zawodowej. Problemy w studiowaniu elektroniki wynikają
ze słabego przygotowania wstępnego większości studentów, co najczęściej powoduje „utratę kontaktu”
z wykładowcą już na pierwszych zajęciach. Konsekwencją tego stanu rzeczy jest opuszczanie kolejnych
wykładów i „odpuszczenie sobie” przedmiotu, który jest przecież podstawą do studiowania kolejnych...
Dlatego powstał ten podręcznik, który jest przeznaczony dla studentów wydziałów elektrycznych i elek-
tronicznych wyższych uczelni technicznych, dla uczniów starszych klas techników o profilu elektronicz-
nym, licealistów oraz dla wszystkich zainteresowanych układami elektronicznymi.
Sekretarz redakcji:
mgr Katarzyna Kempista
Redaktor merytoryczny:
mgr Anna Kubacka
Redaktor techniczny:
mgr Delfina Korabiewska
Opiniodawca:
dr hab. inż. Michał Pawłowski
ISBN 978-83-60233-96-2
© Copyright by Wydawnictwo BTC
Legionowo 2013
Wydawnictwo BTC
ul. Lwowska 5
05-120 Legionowo
fax: (22) 767-36-33
http://www.btc.pl
e-mail: redakcja@btc.pl
Wydanie I
Wszystkie znaki występujące w tekście są zastrzeżonymi znakami firmowymi bądź towarowymi ich właścicieli.
Autor oraz wydawnictwo BTC dołożyli wszelkich starań, by zawarte w tej książce informacje były kompletne i rzetelne. Nie
biorą jednak żadnej odpowiedzialności ani za ich wykorzystanie, ani za związane z tym ewentualne naruszenie praw patento-
wych lub autorskich. Autorzy oraz wydawnictwo BTC nie ponoszą również żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody
wynikłe z wykorzystania informacji zawartych w książce.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentów niniejszej publikacji w jakiejkol-
wiek postaci jest zabronione. Wykonywanie kopii metodą kserograficzną, fotograficzną, a także kopiowanie książki na nośniku
filmowym, magnetycznym lub innym powoduje naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji.
Druk i oprawa: Drukarnia TOTEM S.C. w Inowrocławiu
Spis treści
3
Przedmowa
........................................................................................................................................
7
Część 1. Obwody elektryczne
.............................................................................................................
9
1. Podstawowe własności obwodu elektrycznego
..............................................................
10
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Podstawowe pojęcia
...................................................................................................................
10
Prawa Ohma i Kirchhoffa
........................................................................................................
25
Przekształcenia obwodów
........................................................................................................
31
Liniowość obwodu elektrycznego
........................................................................................
43
2. Metody analizy liniowych obwodów prądu stałego
....................................................
45
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
Metoda równań Kirchhoffa
.....................................................................................................
45
Metoda prądów oczkowych
....................................................................................................
49
Metoda potencjałów węzłowych
...........................................................................................
53
Metoda superpozycji
..................................................................................................................
56
Metoda transfiguracji
.................................................................................................................
59
Metoda oparta na twierdzeniach Thevenina i Nortona
.................................................
62
Czwórnik liniowy
........................................................................................................................
68
3. Nieliniowy obwód elektryczny
..................................................................................................
75
3.1.
3.2.
3.3.
Elementy nieliniowe i ich charakterystyki
........................................................................
75
Metody analizy obwodów nieliniowych
............................................................................
80
Metoda Newtona-Raphsona
....................................................................................................
84
4. Obwody prądu harmonicznego
................................................................................................
87
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
Ogólna charakterystyka przebiegów okresowych
..........................................................
87
Przebieg harmoniczny – interpretacja graficzna
.............................................................
92
Elementy idealne w obwodzie prądu harmonicznego
...................................................
96
Podstawowe prawa obwodów w postaci zespolonej
..................................................
103
Wykresy wskazowe
.................................................................................................................
107
Zjawisko rezonansu
..................................................................................................................
112
Analiza obwodów RLC metodą symboliczną
................................................................
118
Część 2. Elementy półprzewodnikowe
....................................................................................
121
5. Podstawy fizyki półprzewodników
.......................................................................................
122
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
Atom według modelu Nielsa Bohra
..................................................................................
122
Struktura krystaliczna
.............................................................................................................
124
Półprzewodnik samoistny
.....................................................................................................
129
Półprzewodnik domieszkowany
.........................................................................................
133
4
Spis treści
6. Złącze P-N
.............................................................................................................................................
145
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
9.1.
9.2.
Struktura fizyczna
....................................................................................................................
145
Ruch nośników w stanie nierównowagi
..........................................................................
150
Praca statyczna złącza P-N
...................................................................................................
155
Praca dynamiczna złącza P-N
.............................................................................................
171
Rodzaje diod oraz ich parametry statyczne i dynamiczne
........................................
197
Idea działania
.............................................................................................................................
207
Struktura fizyczna
....................................................................................................................
209
Ruch nośników (rozpływ prądów)
....................................................................................
210
Praca statyczna
..........................................................................................................................
214
Praca dynamiczna
....................................................................................................................
238
Idea działania tranzystorów polowych
.............................................................................
255
Podział tranzystorów polowych
.........................................................................................
257
Tranzystor złączowy PNFET
...............................................................................................
258
Tranzystor typu MIS
...............................................................................................................
278
Pozostałe tranzystory polowe
..............................................................................................
296
Tyrystory
.....................................................................................................................................
299
Tranzystor IGBT
......................................................................................................................
310
7. Tranzystor bipolarny
.....................................................................................................................
207
8. Tranzystor unipolarny (polowy)
............................................................................................
255
9. Elementy przełączające
................................................................................................................
299
10. Elementy optoelektroniczne
......................................................................................................
315
10.1. Zjawiska optyczne w półprzewodniku
.............................................................................
315
10.2. Podział elementów optoelektronicznych
.........................................................................
318
10.3. Fotorezystor
...............................................................................................................................
319
10.4. Fotodioda i fotoogniwo
..........................................................................................................
321
10.5. Fototranzystor
............................................................................................................................
324
10.6. Fototyrystor
................................................................................................................................
325
10.7. Dioda świecąca
.........................................................................................................................
326
10.8. Wyświetlacze ciekłokrystaliczne
.......................................................................................
328
10.9. Transoptor
...................................................................................................................................
329
Część 3. Układy analogowe
.............................................................................................................
333
11. Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystora
.....................................................
334
11.1. Uwagi ogólne
.............................................................................................................................
334
11.2. Układy polaryzacji tranzystorów bipolarnych
..............................................................
336
Spis treści
5
11.3. Układy polaryzacji tranzystorów polowych
..................................................................
341
11.4. Metody polaryzacji w układach scalonych
....................................................................
343
12. Małosygnałowe wzmacniacze pasmowe
...........................................................................
345
12.1. Parametry robocze
...................................................................................................................
345
12.2. Ograniczenia częstotliwościowe
........................................................................................
355
12.3. Wzmacniacze z ujemnym sprzężeniem zwrotnym
.....................................................
376
12.4. Wzmacniacze różnicowe
.......................................................................................................
384
12.5. Wzmacniacze operacyjne
......................................................................................................
391
13. Wzmacniacze mocy
.........................................................................................................................
403
13.1. Praca wielkosygnałowa
.........................................................................................................
403
13.2. Klasyfikacja i parametry robocze wzmacniaczy mocy
..............................................
408
13.3. Wzmacniacze mocy klasy A
................................................................................................
410
13.4. Wzmacniacze mocy klasy B i AB
.....................................................................................
413
13.5. Wzmacniacze mocy klasy C
................................................................................................
417
14. Generatory sygnałów harmonicznych
...............................................................................
419
14.1. Liniowa teoria generacji
........................................................................................................
419
14.2. Generatory LC
...........................................................................................................................
422
14.3. Generatory RC
..........................................................................................................................
426
15. Generatory sygnałów prostokątnych
.................................................................................
429
15.1. Multiwibratory astabilne
.......................................................................................................
429
15.2. Multiwibratory monostabilne
..............................................................................................
431
15.3. Multiwibratory bistabilne
......................................................................................................
432
15.4. Multiwibratory przestrajane
.................................................................................................
433
16. Komputerowa analiza układów elektronicznych
.......................................................
435
16.1. Uwagi ogólne
.............................................................................................................................
435
16.2. Wprowadzenie do programu ICAP/4
...............................................................................
439
16.3. Projekt i analiza wzmacniacza małosygnałowego
.......................................................
442
Część 4. Układy cyfrowe
...................................................................................................................
461
17. Wprowadzenie do techniki cyfrowej
..................................................................................
462
17.1. Reprezentacje liczb
..................................................................................................................
462
17.2. Algebra Boole’a i wzór Shannona
.....................................................................................
470
17.3. Symbole operacji logicznych
..............................................................................................
471
17.4. Zasady rysowania schematów logicznych
......................................................................
473

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin