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Technische Informatik 1

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Beschreibung

Band 1 "Grundlagen der digitalen Elektronik" führt in die für die Elektronik wichtigen Gesetze der Physik und Elektrotechnik ein. Sodann werden Halbleiterbauelemente und, darauf aufbauend, digitale Schaltungen behandelt. Durch den großen Erfolg des Buches war eine Neuauflage mög- lich, dadurch konnten ASICS in den Text aufgenommen werden. Das abschließende Kapitel über einfache Schaltwerke wurde im Hinblick auf einen glatteren Übergang zum Band 2 "Grundlagen der Computertechnik" erweitert.

Inhalt
1 Grundlagen der Elektrotechnik.- 1.1 Historischer Überblick.- 1.2 Elektrische Ladungen und elektrisches Feld.- 1.2.1 Elektrische Ladungen.- 1.2.2 Das Coulombsche Gesetz.- 1.2.3 Das elektrische Feld.- 1.2.4 Das elektrostatische Potential und die Spannung.- 1.2.5 Elektrische Ladungen auf Leitern.- 1.2.6 Elektrische Flußdichte.- 1.2.7 Der Kondensator.- 1.3 Gleichstromkreis.- 1.3.1 Stromstärke.- 1.3.2 Das Ohmsche Gesetz.- 1.3.3 Arbeit und Leistung des elektrischen Stromes.- 1.3.4 Kirchhoffsche Sätze.- 1.3.5 Quellenspannung und Klemmenspannung.- 1.4 Elektromagnetisches Feld.- 1.4.1 Magnetisches Feld elektrischer Ströme.- 1.4.2 Das Durchflutungsgesetz.- 1.4.3 Kraftwirkung magnetischer Felder auf stromdurchflossene Leiter.- 1.4.4 Lorentzkraft und Halleffekt.- 1.4.5 Materie im Magnetfeld.- 1.4.6 Elektromagnetische Induktion.- 1.5 Wechselstromkreis.- 1.5.1 Wechselspannung und Wechselstrom.- 1.5.2 Kennwerte von Wechselgrößen.- 1.6 Schaltvorgänge.- 1.6.1 Schaltverhalten an einem Widerstand.- 1.6.2 Schaltverhalten an einer Kapazität.- 1.6.3 Schaltverhalten an einer Induktivität.- 1.7 Datenübertragung.- 1.7.1 Physikalische Darstellung.- 1.7.2 Übertragungsmedien.- 2 Halbleiterbauelemente.- 2.1 Halbleiterphysik.- 2.1.1 Aufbau der Materie.- 2.1.2 Energiebändermodell.- 2.1.3 Kristallstruktur von Germanium und Silizium.- 2.1.4 Eigenleitfähigkeit.- 2.1.5 Störstellenleitfähigkeit (Dotierte Halbleiter).- 2.1.6 pn-Übergang.- 2.2 Halbleiterdioden.- 2.2.1 pn-Übergang mit äußerer Spannung.- 2.2.2 Kennlinie des pn-Übergangs.- 2.2.3 Halbleiterdioden mit besonderen Eigenschaften.- 2.3 Bipolar-Transistoren.- 2.3.1 Der Transistoreffekt.- 2.3.2 Spannungen und Ströme im Betriebszustand.- 2.3.3 Kennlinienfelder und Arbeitspunkt.- 2.4 Unipolare Transistoren.- 2.4.1 Sperrschicht-Feldeffekttransistor (FET).- 2.4.2 Isolierschicht-Feldeffekt-Transistor (MOS-FET).- 2.5 Gallium-Arsenid-Halbleiterbauelemente.- 3 Elektronische Verknüpfungsglieder.- 3.1 Elektronische Schalter.- 3.1.1 Der ideale Schalter.- 3.1.2 Modell eines realen Schalters.- 3.1.3 Bipolartransistor als Schalter.- 3.1.4 Unipolartransistor als Schalter.- 3.1.5 Kenngrößen.- 3.2 Verknüpfungsglieder mit bipolaren Transistoren.- 3.2.1 TTL-Schaltkreise.- 3.2.2 ECL-Schaltkreise.- 3.2.3 I2L-Schaltkreise.- 3.3 Verknüpfungsglieder mit unipolaren Transistoren.- 3.3.1 PMOS Schaltkreise.- 3.3.2 NMOS Schaltkreise.- 3.3.3 CMOS Schaltkreise.- 4 Schaltnetze.- 4.1 Schaltalgebra.- 4.1.1 Definition der Booleschen Algebra.- 4.1.2 Schaltalgebra - ein Modell der Booleschen Algebra.- 4.1.3 Schaltfunktionen.- 4.1.4 Vektorfunktion.- 4.2 Darstellung und Analyse.- 4.3 Synthese.- 4.4 Beispiele.- 4.4.1 Codierer.- 4.4.2 Addierglieder.- 4.4.3 Multiplexer.- 4.4.4 Komparatoren.- 4.5 Realisierungsformen.- 4.5.1 ROM.- 4.5.2 PROM, EPROM.- 4.5.3 PAL.- 4.5.4 PLA.- 4.5.5 Realisierung mit Multiplexern.- 4.6 Laufzeiteffekte in Schaltnetzen.- 5 Speicherglieder.- 5.1 Funktionsprinzip einer bistabilen Kippschaltung.- 5.2 Funktionsprinzip von RAM-Speicherzellen.- 5.3 Basis-Flipflop.- 5.3.1 Basis-Flipflop aus NOR-Schaltgliedern.- 5.3.2 Basis-Flipflop aus NAND Schaltgliedern.- 5.4 RS-Kippglied.- 5.5 RS-Kippglied mit Zustandssteuerung.- 5.6 D-Kippglied mit Zustandssteuerung.- 5.7 RS-Kippglied mit Zwei-Zustandssteuerung.- 5.8 JK-Master-Slave-Kippglied.- 5.9 Master-Slave T-Kippglied.- 5.10 Kippglieder mit Taktflankensteuerung.- 5.10.1 Taktflankensteuerung durch RC-Differenzierglieder.- 5.10.2 Taktflankensteuerung realisiert durch Verknüpfungsschaltungen.- 5.11 Zusammenfassung.- 6 Schaltwerke.- 6.1 Automaten.- 6.2 Funktionelle Beschreibung von Schaltwerken.- 6.3 Analyse von Schaltwerken.- 6.3.1 Beispiel 1.- 6.3.2 Beispiel 2.- 6.4 Synthese von Schaltwerken.- 6.4.1 Beispiel 1: Umschaltbarer Zähler.- 6.4.2 Beispiel 2: Schieberegister als Schaltwerk.- 6.5 Realisierung von Schaltwerken.- 6.5.1 Schaltwerke mit diskreten Baugliedern.- 6.5.2 Schaltwerke mit programmierbaren Logikbausteinen.- 7 Integrierte Schaltungen.- 7.1 Schaltungsentwurf.- 7.1.1 Entwurfsebenen.- 7.1.2 Darstellung.- 7.1.3 Werkzeuge und Entwurfsschritte.- 7.1.4 ASICs.- 7.2 Herstellung.- 7.2.1 Herstellung der Siliziumscheibe (Wafer).- 7.2.2 Herstellung der Masken.- 7.2.3 Scheibenprozesse.- 7.2.4 Test.- 7.2.5 Montage.- Abkürzungen.- Schaltzeichen für binäre Verknüpfungsglieder.

Produktinformationen

Titel: Technische Informatik 1
Untertitel: Grundlagen der digitalen Elektronik
Autor:
EAN: 9783642975080
Format: E-Book (pdf)
Hersteller: Springer Berlin
Genre: Hardware
Veröffentlichung: 09.04.2013
Digitaler Kopierschutz: Wasserzeichen
Anzahl Seiten: 282
Auflage: 2. Aufl. 1993

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