B. Kainka

Elektronik-Praxis            

Band 2: Diskrete Halbleiter-Schaltungstechnik                 

Vorwort

In diesem zweiten Band der Reihe Elektronik-Praxis geht es um diskrete Halbleiter. Im Schwerpunkt werden bipolare Transistoren eingesetzt, Feldeffekttransistoren kommen nur am Rande vor. Manch einer mag einwenden, das sei doch veraltete Technik, heute verwendet man analoge und digitale ICs und Mikrocontroller. Hochintegrierte Bausteine verwende ich natürlich auch sehr viel. Aber viele kleinere oder auch kostenkritische Aufgaben werden nach wie vor mit diskreten, bipolaren Transistoren gelöst.

Speziell die analoge Schaltungstechnik hat einen ganz eigenen Reiz. Es ist oft erstaunlich, mit wie wenig Aufwand man eine Aufgabe lösen kann, wenn man nur die richtigen Rezepte zur Hand hat. Ich persönlich schaue mir gern die kleinen, unscheinbaren Geräte genau an. Und oft entdecke ich da Schaltungen, die immer noch eine Stufe ausgefeilter sind und noch mehr Bauteile einsparen.  Es lohnt sich also, mit diskreten Bauteilen zu arbeiten und genau zu wissen, was machbar ist. Deshalb wurden hier die wichtigsten Transistor-Grundschaltungen zusammengetragen und analysiert, in der Hoffnung, dass sie Ihnen bei Ihren eigenen Entwicklungen nützlich werden.

Dieses Buch stützt sich im Wesentlichen auf Teile meines im Jahre 2000 erschienenen „Handbuch der analogen Elektronik“, die leicht überarbeitet, aktualisiert und ergänzt wurden. In 20 Jahren hat sich viel getan, aber die meisten Grundschaltungen sind nach wie vor gültig und tauchen auch in neunen Anwendungen immer wieder auf.

Ich wünsche Ihnen viel Erfolg mit der diskreten Elektronik!

Ihr Burkhard Kainka

Inhalt

1 Vorwort    6
2 Halbleiter und Sperrschichten    7
2.1 Leiter, Halbleiter und Isolatoren    7
2.2 Dotierung    14
2.2 Die Sperrschicht    15
2.3 Anwendung der Diode als Gleichrichter    18
2.4 Dioden-Kennlinien    20
2.5 Dioden-Bauformen    25
3 Der bipolare Transistor    34
3.1 Aufbau und Grundfunktion    34
3.2 Der Stromverstärkungsfaktor    36
3.3 Transistor-Kennlinien    39
3.4 Transistor-Bauformen    46
4 Feldeffekttransistoren    52
4.1 Der J-FET    53
4.2 Doppelgate-MOS-FET    55
4.3 VMOS-Leistungstransistoren    57
5. Verstärker-Grundschaltungen    61
5.1 Der Verstärker in Emitterschaltung    61
5.2 Gegenkopplung    66
5.3 Steilheit und Innenwiderstand    70
5.4 Breitbandverstärker    73
5.5 Der Emitterfolger    78
5.6 Die Basisschaltung    81
6 Gleichstromgekoppelte Stufen    84
6.1 Zwei Stufen    84
6.2 Drei Stufen    85
6.3 Kaskode-Verstärker    87
6.4 Die Darlington-Schaltung    88
6.5 Der Differenzverstärker    91
6.6 Der Gegentaktverstärker    96
6.7 Die Konstantstromquelle    99
6.8 Der Stromspiegel    101
7 Transistor-Kippstufen    104
7.1 Statische Flip-Flops    104
7.2 Komplementäre Kippschaltung    106
7.3  Der Monoflop    107
7.4 Schmitt-Trigger    108
8 Transistor-Oszillatoren    111
8.1 Der Multivibrator    111
8.2 RC-Oszillatoren    112
8.3 Der Ring-Oszillator    114
8.4 Drei-Phasen-Oszillator    116
8.5 LC-Oszillatoren    117