Elektronik

Das vorliegende Lehr- und Arbeitsbuch vermittelt die Grundlagen der Elektronik, wie sie heute im Rahmen einer Elektrotechnikerausbildung in den Schwerpunkten Datenelektro nik, Energieelektronik und Nachrichtenelektronik erforderlich sind. In einem aufbauenden Lehrgang wird der Lehrstoff - nach grundlegenden Aufgaben stellungen der Elektronik gegliedert-dargestellt. Die Darbietung des Lehrstoffs orientiert sich am Niveau von Technikerschulen. Elektronische Vorkenntnisse sind nicht erforder lich, jedoch soli ten solide Kenntnisse der Grundlagen der Elektrotechni k vorhanden sein. Das unterrichtsbegleitende Lehr- und Arbeitsbuch Elektronik sichert ein kontrolliertes, zielgerichtetes Lernen durch einen bereits bewahrten Buchaufbau: Jedes Kapitel beginnt mit einer Aufzahlung der erforderlichen Vorkenntnisse, gefolgt von einer knappen Stoff darstellung. Besonderer Wert wird auf die Eigentatigkeit der Lernenden gelegt, denn ca. 40 % des Buchumfangs entfallen auf Beispiele und Obungen sowie deren ausfiihrliche Losungen im Anhang. An den Kapitelenden ist ein Memory angeordnet, es enthalt das geforderte Grundwissen. Der Lehrstoff stellt eine unterrichtserprobte Einfiihrung in die Industrieelektronik mit ihren Schwerpunkten Analogelektronik, Leistungselektronik und digitale Steuerungs technik dar. Einige einleitende Bemerkungen zum Lehrstoff mogen dem Leser die Orien tierung im weiten Feld der Elektronik erleichtern helfen: Kapitel1-4 Die Einfiihrung in die Elektronik beginnt mit einer meBtechnisch orientierten Darstellung der Stromleitungsvorgange in Halbleitern sowie der Beschreibung der beiden wesentl ichen Halbleiterstrukturen, die man als Sperrschicht und Kanal bezeichnet. Am Beispiel der Halbleiterdiode werden dann die Probleme der nichtlinearen I-U-Kennlinien behandelt und deren Auswirkungen in Begrenzerschaltungen aufgezeigt.

Autorentext
Studiendirektor a.D. Dieter Zastrow ist Lehrbeauftragter für Elektrotechnik an der Berufsakademie Mannheim im Studiengang Maschinenbau.

Inhalt
1 Widerstandsverhalten von Halbleitern.- 1.1 Stromleitungsmechanismus.- 1.2 Widerstandsverhalten der Heißleiter.- 1.3 Widerstandsverhalten der Sperrschichten.- 1.4 Widerstandsverhalten von Halbleiter-Kanälen.- 1.5 Vertiefung und Übung.- 2 Halbleiterdiode als nichtlinearer Widerstand.- 2.1 Halbleiterdiode.- 2.2 Arbeiten mit Kennlinien.- 2.3 Begrenzerschaltungen mit Dioden.- 2.4 Vertiefung und Übung.- 3 Spannungsstabilisierung.- 3.1 Prinzip der Spannungsstabilisierung.- 3.2 Z-Diode.- 3.3 Analyse der Stabilisierungs-Grundschaltung.- 3.4 Vertiefung und Übung.- 4 Stromstabilisierung.- 4.1 Prinzip der Stromstabilisierung.- 4.2 Feldeffekttransistor J-FET.- 4.3 Analyse der Stabilisierungs-Grundschaltung.- 4.4 Vertiefung und Übung.- 5 Signalverstärkung mit Transistoren.- 5.1 Elektrische Signale.- 5.2 Verstärkungsprinzip.- 5.3 Transistor als Verstärkerelement.- 5.4 Stromsteuerung des Transistors.- 5.5 Spannungssteuerung des Transistors.- 5.6 Überlagerung, Signalankopplung.- 5.7 Arbeitswiderstand und Spannungsverstärkung.- 5.8 Signalauskopplung, belastete Verstärkerstufe.- 5.9 Arbeitspunktstabilisierung.- 5.10 Vertiefung und Übung.- 6 Beeinflussung der Verstärkereigenschaften durch Gegenkopplung bei Operationsverstärkern.- 6.1 Operationsverstärker.- 6.2 Prinzip der Gegenkopplung.- 6.3 Nichtinvertierender Verstärker.- 6.4 Invertierender Verstärker.- 6.5 Spannungsausgang, Stromausgang.- 6.6 Spannungseingang, Stromeingang.- 6.7 Frequenzgang.- 6.8 Nichtlineare Verzerrungen.- 6.9 Vertiefung und Übung.- 7 Verstärkerbeschaltung für Analog-Funktionen.- 7.1 Addieren.- 7.2 Subtrahieren.- 7.3 Integrieren.- 7.4 Mittelwertbilden.- 7.5 Multiplizieren.- 7.6 Vertiefung und Übung.- 8 Schalten analoger und binärer Signale.- 8.1 Widerstandsverhalten und Aufgaben der Schalter.-8.2 Binärinverter.- 8.3 Analogschalter.- 8.4 Schwellwertschalter.- 8.5 Leistungsschalter.- 8.6 Vertiefung und Übung.- 9 Schwingungserzeugung.- 9.1 Mitkopplung.- 9.2 LC-Oszillator.- 9.3 RC-Oszillator.- 9.4 Rechteckgeneratoren 1.- 9.5 Funktionsgenerator.- 9.6 Spannungsgesteuerte Oszillatoren VCO.- 9.7 Phase-Locked-Loop PLL.- 9.8 Vertiefung und Übung 1.- 10 Gleichrichtung.- 10.1 Mischspannung.- 10.2 Gleichrichterschaltungen im Leerlaufbetrieb.- 10.3 Spannungsglättung.- 10.4 Stromglättung.- 10.5 Berechnungsgrundlagen für Leistungsgleichrichter mit Stromglättung.- 10.6 Vertiefung und Übung.- 11 Leistungssteuerung mit Thyristoren.- 11.1 Thyristor als steuerbarer Schalter.- 11.2 Steuersatz.- 11.3 Strombelastbarkeit von Thyristoren.- 11.4 Triac als bidirektionaler Thyristor.- 11.5 Thyristor/Triac als phasenanschnittsgesteuerter Wechsel stromsteiler.- 11.6 Thyristor/Triac als periodengruppengesteuerter Wechselstromschalter.- 11.7 Thyristor als gesteuerter Gleichrichter.- 11.8 Thyristor als Gleichstromsteller.- 11.9 Vertiefung und Übung.- 12 Stabilisierte Stromversorgung.- 12.1 Kenngrößen einer Stabilisierungsschaltung.- 12.2 Serienstabilisierung mit Emitterfolger.- 12.3 Spannungsregler mit Operationsverstärker.- 12.4 Integrierte Spannungsregler.- 12.5 Schaltregler.- 12.6 Vertiefung und Übung.- 13 Funktionselemente der binären Befehlsverarbeitung.- 13.1 Entscheidungsorientierte Signalverknüpfung.- 13.2 Zeiten bilden.- 13.3 Speichern.- 13.4 Zählen.- 13.5 Vertiefung und Übung.- 14 DA- und AD-Umsetzung.- 14.1 Prinzipien der DA-Umsetzung.- 14.2 Beschaltung und Abgleich eines DA-Umsetzers.- 14.3 Datenblattangaben eines DA-Umsetzers.- 14.4 Prinzipien der AD-Umsetzung.- 14.5 Beschaltung und Abgleich von AD-Umsetzern.- 14.6 Datenblattangaben eines AD-Umsetzers.- 14.7Vertiefung und Übung.- 15 Grundlagen der Automatisierungstechnik.- 15.1 Struktur und Arbeitsweise speicherprogrammierbarer Steuerungen.- 15.2 Programmieren von Grundfunktionen..- 15.3 Verknüpfungs-und Ablaufsteuerungen.- Lösungen der Übungen.- Sachwortverzeichnis.