Wprowadzenie do elektroniki i elektrotechniki. Tom 3. Układy i urządzenia elektryczne

Niniejsza książka to trzecia część 4-tomowego opracowania z zakresu podstaw elektroniki i elektrotechniki. Powstała jako tłumaczenie kultowej pozycji wydawnictwa Pearson: „Electrical Engineering – Principles and Applications”. Podręcznik Profesora Hambleya z Uniwersytetu Technicznego w Michigan stanowi ciekawe ujęcie zagadnień dotyczących podstaw elektrotechniki, elektroniki oraz obwodów magnetycznych i maszyn elektrycznych. Autor prezentuje bardzo praktyczne podejście do wielu zagadnień, co jest niezwykle cenne dla studentów kierunków inżynierskich i stanowi novum na polskim rynku. Nad opracowaniem polskiej wersji czuwał Andrzej Pułka – Profesor na Wydziale Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej. Trzecia część obejmuje takie zagadnienia jak: diody, wzmacniacze, tranzystory polowe i bipolarne, wzmacniacze operacyjne. Na szczególną uwagę zasługuje oryginalny sposób przedstawienia tych zagadnień, który odbiega nieco od klasycznych polskich podręczników. Można powiedzieć, że autor nie trzyma się kurczowo historii elektroniki i nie omawia poszczególnych elementów w takiej kolejności, w jakiej były odkrywane, ale raczej postępuje według innego klucza. Zagadnienia są prezentowane od podstaw (zaczyna od wykładów na temat diod), a następnie przechodzi do ogólnej teorii wzmacniaczy ze szczególnym uwzględnieniem ich praktycznych parametrów, by dopiero później omawiać tranzystory oraz wzmacniacze operacyjne. I w tym miejscu również podejście profesora Hambleya jest ciekawe, mianowicie: wykłady rozpoczynają się od tranzystorów polowych, które z punktu widzenia chronologii pojawiły się później, ale dominują we współczesnych układach elektronicznych nad tranzystorami bipolarnymi. Na podkreślenie zasługuje również bardzo praktyczne, inżynierskie ujęcie omawianych zagadnień.

Spis treści

Przykłady praktycznych zastosowań zasad elektrotechniki XI Przykłady zamieszczone w tekście XIII Przedmowa XV 9. Diody 1 9.1. Zasada działania diody półprzewodnikowej 2 9.2. Analiza obwodów zawierających diodę w oparciu o prostą obciążenia 6 9.3. Układy stabilizacji napięcia zawierające diodę Zenera 8 9.4. Model idealnej diody 13 9.5. Odcinkowo-liniowe modele diody 16 9.6. Układy prostownikowe 19 9.7. Układy kształtujące przebiegi 24 9.8. Małosygnałowe, liniowe obwody zastępcze 30 Podsumowanie 36 Zadania 37 Test praktyczny 47 10. Wzmacniacze: dane techniczne i charakterystyki zewnętrzne 49 10.1. Podstawowe pojęcia dotyczące wzmacniacza 50 10.2. Wzmacniacze kaskadowe 56 10.3. Zasilanie i sprawność 59 10.4. Dodatkowe modele wzmacniaczy 62 10.5. Znaczenie impedancji wzmacniacza w różnych zastosowaniach 66 10.6. Wzmacniacze idealne 69 10.7. Odpowiedź częstotliwościowa 71 10.8. Zniekształcenia liniowe przebiegów 75 10.9. Odpowiedź impulsowa 80 10.10. Charakterystyka przejściowa i zniekształcenia nieliniowe 83 10.11. Wzmacniacze różnicowe 86 10.12. Napięcie niezrównoważenia, prąd polaryzacji i prąd niezrównoważenia 91 Podsumowanie 96 Zadania 97 Test praktyczny 109 11. Tranzystory polowe 110 11.1. Tranzystory NMOS i PMOS 111 11.2. Analiza obwodu z prostym wzmacniaczem NMOS w oparciu o prostą obciążenia 119 11.3. Układy polaryzacji 122 11.4. Małosygnałowe obwody zastępcze 126 11.5. Wzmacniacze ze wspólnym źródłem 130 11.6. Wtórniki źródłowe 135 11.7. Bramki logiczne CMOS 139 Podsumowanie 145 Zadania 146 Test praktyczny 153 12. Tranzystory bipolarne 154 12.1. Zależności między prądem a napięciem 155 12.2. Charakterystyki układu ze wspólnym emiterem 158 12.3. Analiza układu wzmacniacza ze wspólnym emiterem w oparciu o prostą obciążenia 160 12.4. Tranzystory bipolarne typu pnp 166 12.5. Modele stałoprądowych układów wielkosygnałowych 169 12.6. Wielkosygnałowa analiza stałoprądowa układów z tranzystorami bipolarnymi 172 12.7. Małosygnałowe układy zastępcze 180 12.8. Wzmacniacze ze wspólnym emiterem 183 12.9. Wtórniki emiterowe 189 Podsumowanie 195 Zadania 195 Test praktyczny 204 13. Wzmacniacze operacyjne 206 13.1. Idealne wzmacniacze operacyjne 207 13.2. Wzmacniacze odwracające fazę 208 13.3. Wzmacniacze nieodwracające fazy 216 13.4. Projektowanie prostych wzmacniaczy 220 13.5. Niedoskonałości wzmacniaczy operacyjnych w liniowym obszarze pracy 226 13.6. Ograniczenia nieliniowe 231 13.7. Niedoskonałości stałoprądowe 236 13.8. Wzmacniacze różnicowe i pomiarowe 241 13.9. Układy całkujące i różniczkujące 243 13.10. Filtry aktywne 246 Podsumowanie 251 Zadania 253 Test praktyczny 264 DODATEK C 266 Odpowiedzi do testów praktycznych z rozdziałów 9–13 266 Skorowidz 267