Franzis-Verlag 1998
Der Kurs vermittelt Grundlagen, Schaltungstechnik, Strategien der Berechnung und Dimensionierung von Schaltungen und prachtische Anwendungen. Zahlreiche kurze Lehrvorträge erleichtern die Arbeit mit der CD. Übungs- und Demonstrationsprogramme dienen der Vertiefung.
Sie müssen nicht jedes Kapitel der Reihe nach durchgehen. Vielmehr können Sie ganz frei nach Ihren Vorkenntnissen und Interessen zwischen den Themen navigieren. Zahlreiche Querverweise erleichtern Ihnen die Übersicht. Praktische Bauvorschläge werden mit Fotos verdeutlicht.
Es wäre schön, wenn Sie neben der CD auch zum Lötkoben greifen und einige Anregungen praktisch erproben würden. Der wahre Erfolg stellt sich meist erst ein, wenn man den Kampf mit dem realen Objekt bestanden hat. Bei der praktischen Arbeit wird die meiste Zeit beim Suchen von Fehlern gebraucht. Wer hier nicht aufgibt, sammelt wichtige Erfahrungen, die sich vielseitig nutzen lassen.
Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Arbeit!
Ihr Burkhard Kainka
Grundlagen der Elektrizitätzlehre
Gesetze des elektrischen Stromkreises
Halbleiter und Sperrschichten
Der Transistor
Verstärker-Grundschaltungen
Flip-Flops und Oszillatorschaltungen (eine davon wurde hier
verwendet)
Operationsverstärker
HF-Schaltungen (ein kleiner Teil davon hier,
Artverwandtes auch hier und da)
Anhang
Eine Voraussetzung für die erfolgreiche Einarbeitung in die Elektronik sind Grundkenntnisse der Elektrizitätslehre. Elektrische Ladung, Strom und Spannung sollten mit klaren Vorstellungen verbunden werden. Dieses Kapitel will die Grundlagen anschaulich darstellen.
1.1 Ladung und Strom
1.2 Die ersten Versuche
1.3 Die elektrische Spannung
1.4 Die elektrische Stromstärke
1.5 Verwendung von Meßgeräten
1.6 Arten von Verbrauchern
1.7 Die Parallelschaltung
1.8 Die Reihenschaltung
1.9 Die Richtung des elektrischen Stroms
Wer elektronische Schaltungen entwerfen möchte, muß etwas über die Gesetze des Stromkreises wissen. Vieles kann mit geringem Aufwand berechnet werden, wenn man die richtigen Formeln zur Hand hat. Dieses Kapitel will die wichtigsten Gesetze und Formeln vermitteln.
2.1 Ladung, Zeit, Strom
2.2 Leistung, Spannung und Strom
2.3 Der elektrische Widerstand, Ohmsches Gesetz
2.4 Reihenschaltung
2.5 Parallelschaltung
2.6 Vorwiderstände und Innenwiderstand
2.7 Wechselstrom und Transformatoren
2.8 Kondensatoren und Kapazität
2.9 Spulen und Induktivität
Die Halbleitertechnik hat seit der Mitte des 20. Jahrhunderts zu einer Revolution in der Elektronik geführt. Wer mit Dioden, Transistoren und integrierten Schaltkreisen arbeiten möchte, der sollte einige grundlegende Vorstellungen von den physikalischen Grundlagen der Halbleitertechnik haben. Sie sollen hier in einfacher und anschaulicher Form vermittelt werden.
3.1 Leitfähigkeit und Dotierung
3.2 Die Diode
3.3 Anwendung der Diode als Gleichrichter
3.4 Besondere Dioden-Bauformen
3.5 Dioden-Kennlinien
Der Transistor ist ein wichtiges Verstärker-Bauelement. Er ersetzt seit ca. 1960 die Elektronenröhre in den meisten Anwendungsbereichen. Hier soll zunächst der bipolare NPN- oder PNP-Transistor behandelt werden. Eine andere wichtige Bauform ist der Feldeffekttransistor.
4.1 Aufbau und Grundfunktion
4.2 Der Stromverstärkungsfaktor
4.3 Transistor-Kennlinien
4.4 Besondere Transistor-Bauformen
Eine typische Aufgabe des Transistors ist die Verstärkung von Tonsignalen. Man spricht hier auch vom Niederfrequenz- (NF-) Verstärker. Das Prinzip ist, daß der kleine Basisstrom durch einen NF-Strom moduliert (vergrößert und verkleinert) wird, so daß der verstärkte Kollektorstrom entsprechend verstärkte NF-Signale enthält.
5.1 Der Verstärker in Emitterschaltung
5.2 Gegenkopplung
5.3 Steilheit und Innenwiderstand
5.4 Die Kollektorschaltung (Der Emitterfolger)
5.5 Die Basisschaltung
5.6 Die Darlington-Schaltung
5.7 Der Differenzverstärker
5.8 Der Gegentaktverstärker
5.9 Die Konstantstromquelle
Oszillatoren sind Schaltungen, die selbständig Signale einer definierten Frequenz erzeugen. Man verwendet sie z.B. für Schallquellen oder zu Meßzwecken. Flip-Flops sind Schaltungen, die zwei stabile Zustände kennen, An und Aus. Sie sind wichtige Grundelemente der digitalen Computertechnik. Wechseln die Zustände selbständig, kann z.B. ein Blinken oder ein Tonsignal erzeugt werden.
6.1 Statische Flip-Flops
6.2 Monoflops
6.3 Schmitt-Trigger
6.4 Der Multivibrator
6.5 RC-Oszillatoren
6.6 LC-Oszillatoren
Nicht jede Verstäkungsaufgabe läßt sich optimal mit einfachen Transistoren lösen. Deshalb setzt man gern fertige Verstärker ein, um die herum man eine Schaltung aufbaut. Operationsverstärker (OPV) sind integrierte Schaltungen (IC) mit mehreren Transistoren und Widerständen. Der Name des Bauteils kommt von seinem ursprünglichen Einsatz als Rechenverstärker. Analoge Rechner führten Rechenoperationen wie Addition, Multiplikation usw. mit solchen Verstärkern aus.
7.1 Prinzipschaltung und Schaltsymbol
7.2 Grundschaltungen
7.3 Invertierende Verstärker
7.4 Einfache Spannungsversorgung
7.5 NF-Vorverstärker
7.6 Oszillatoren
7.7 Leistungsverstärker
Seit der Entdeckung der elektromagnetischen Wellen vor rund 100 Jahren ist die Hochfrequenz-Technik aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Die ersten eigenen Versuche können den Empfang eines starken Mittelwellen-Senders zum Ziel haben.
8.1 Modulation und Demodulation
8.2 Das Diodenradio
8.3 Das Audion
8.4 UKW-Pendelaudion
8.5 HF-Oszillatoren
9.1 Index
9.2 Alle Simulationsprogramme
9.3 Alle Kurzvorträge
9.4 Literaturhinweise
1N4007, 1N4148
Abgleich, Addierer, Akku, Ampere, Amplitudenmodulation, Anode, Anpassung, Antenne, Anzapfung, Arbeitspunkt, Audion, Aussteuerung
Basis, Basisschaltung, Basiswiderstand, BC548, BC558, bipolar, bistabil
C-MOS, Coulomb
Dämpfung, Darlington-Transistor, Demodulation, Differenzverstärker, Diode, Dotierung, Drain, Drehkondensator, Durchlaßspannung
Effektivspannung, Einwegl-Gleichrichter, Eingangswiderstand, Elektrolytkondensator (Elko), Elektron, Emitter, Emitterfolger, Emitterschaltung, Empfindlichkeit, Ersatzschaltbild, exponentiell
Farbringe, Feldeffekttransistor (FET), Flip-Flop, Frequenz, Frequenzmodulation (FM)
Gate, Gallium-Arsenid, Gegenkopplung, Gegentaktverstärker, Germanium (Ge), Germaniumdiode, Gleichrichter
Halbleiter, Halbwelle, Henry, Hochfrequenz (HF), Hochpaßfilter, Hysterese
Induktion, Induktiver Widerstand, Induktivität, Innenwiderstand, invertieren
Kapazität, Kapazitätsdiode, Kapazitiver Widerstand, Kathode, Kennlinie, Kleinsignal, Kollektor, Kollektorschaltung, komplementär, Kondensator, Konstantstromquelle
Ladung, Leistung, Leistungsanpassung, Leistungsverstärker, Leitfähigkeit, Leuchtdiode (LED), LC-Oszillator, Linearität, LM358, LM324
N-Leitung, Niederfrequenz (NF), NPN-Transistor
Magnet, Masse, Meißner-Oszillator, Meßverstärker, Mikroampere, Mikrofon, Milliampere, Modulation, Monoflop, MOS-FET, Motor, Multivibrator
Offset-Fehler, Ohmsches Gesetz, Operationsverstärker (OPV), Oszilloskop
Parallelschaltung, P-Leitung, PNP-Transistor, Periode, Phasenverschiebung, Potentiometer (Poti)
Rechtecksignal, Reihenschaltung, Restwelligkeit, Ruhestrom, RC-Oszillator, RC-Filter, RS-Flipflop
Sättigung, Selbstinduktion, Selektion, Schaltschwelle, Schmitt-Trigger, Schottkydiode, Siebkondensator, Sinus-Signal, Silizium (Si), Siliziumdiode, Source, Spannung, Spannungsabfall, Spannungsverstärkung, Sperrschicht, Spule, Steilheit, Strom, Stromverstärkung
TBA820M, Temperatursensor, Tonfrequenz, Thermoelement, Thyristor, Transformator, Transistor, Transistor als Schalter, Transistor-Kennlinien, Treiberstufe, Trennschärfe, Trimmer (Widerstand), Trimmer (Kondensator)
Überlastung, Übersteuerung, Ultrakurzwelle (UKW)
Verbraucher, Verlustleistung, Verstärker, Verzerrungen, Vierweg-Gleichrichter, Vorspannung, Vorverstärker, Vorwiderstand
Watt, Wechselstrom, Widerstand
Zeitschalter, Zenerdiode, zweistufig