Teil 3/5 - Kapitel 7
Elektronik

Hier werden die grundlegenden elektronischen Bauelemente erklärt und ihre wichtigsten
Schaltungen simuliert: Dioden, Transistoren, Operations-Verstärker, Thyristoren und Triacs.

Was Sie im  Kapitel 7 lernen:

• Dioden, Z-Dioden, Leucht-Dioden (LED’s), Photo-Dioden

• Feldeffekt-Transistoren:
• Sperrschicht-Fets und MOS-Fets
• Fet’s als Verstärker und Schalter

• Bipolare Transistoren:
• als Vierpol und als Schalter
• Basis-Schaltung, Kollektor-Schaltung
• Emitter-Schaltung mit Strom- und Spannungs-Gegenkopplung
• Potentialschwelle und Strom-Spiegel
• Diskreter Differenz-Verstärker

• Operations-Verstärker (OP’s, Op-Amp):
• Inverter, Nicht-Inverter, Differenz-Verstärker und Instrumenten-Verstärker
• Nullpunktsfehler und Drift
• Struktur und Frequenzgang des OP

• Halbleiter-Schaltungstechnik:
• Spannungsregler und stabilisiertes Netzteil
• Synchron-Gleichrichter und Pulsbreiten-Modulator
• Thyristoren und Triacs
• Vollwellen- und Phasenanschnitt-Steuerung, Elektronisches Lastrelais

Warum Sie Kapitel 7 lesen sollten:

1. Elektronische Bauelemente finden Sie in der gesamten Technik – und daher auch in vielen Simulationen. Daher ist ihr Grundverständnis immer hilfreich.
2. Durch Arbeitspunkt-Einstellung können nichtlineare Transistoren linear behandelt werden. Zur Berechnung werden keine Hersteller-Angaben oder Kennlinien benötigt. Die Methode der Arbeitspunkt-Einstellung ist bei allen nichtlinearen Systemen anwendbar.
3. Durch beschaltete Operations-Verstärker wird die Präzision passiver Bauelemente auf ein verstärkendes System übertragen. Diese Methode werden Sie im Kapitel 12 beim Aufbau eines pneumatischen Reglers wiederfinden.

Beispiel Der invertiernde Operations-Verstärker (OP)

Kurzbeschreibung

Erklärt werden soll, warum die Spannungs-Verstärkung v.u=u.a/u.e=-R.R/R.E beim invertierenden Verstärker durch das Verhältnis der äußeren Beschaltung mit dem Rückführungs-Widerstand R.R und dem Eingangs-Widerstand R.E bestimmt wird.
Durch die hohe offene Verstärkung V.0 geht die Differenz-Spannung u.d->0. Da der nichtinvertierende Eingang des OP auf Null liegt, wird der invertierende Eingang zum virtuellen Nullpunkt. Hier addieren sich die durch R.R und R.E bestimmten Ströme i.e=u.e/R.R und i.r=-u.a/R.R.

Struktur

Amplitudengang