Verstärkertechnik

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Ehrhardt lehrt an der Universität Gesamthochschule Siegen im Fachgebiet Hochfrequenztechik.

• 1 Einführung.- 1.1 Was ist ein Verstärker?.- 1.2 Beispiele.- 2 Bipolartransistoren.- 2.1 Aufbau und Wirkungsweise.- 2.2 Ersatzschaltung des Transistors.- 2.3 Kennlinien des Transistors.- 2.4 Arbeitspunkt und Betriebsarten.- 2.5 Gegenkopplung, Stabilisierung.- 2.6 Emittergrundschaltung.- 2.7 Basisgrundschaltung.- 2.8 Kollektorgrundschaltung.- 2.9 Vierpolparameter.- 3 HF-Verhalten des Bipolartransistors.- 3.1 Giacolletto-Ersatzschaltung.- 3.2 Grenzfrequenz des Transistors.- 3.3 Millereffekt.- 4 Rauschen des Bipolartransistors.- 4.0 Allgemeines über Rauschen.- 4.1 Rauscharten.- 4.2 Ersatzschaltbild des rauschenden Transistors.- 5 Leistungsverstärkung mit Bipolartransistoren.- 5.1 Ausgangskennlinienfeld.- 5.2 Breakdownproblematik.- 5.3 Kühlprobleme.- 5.4 Emitterfolger und Darlington.- 5.5 Komplementärendstufen.- 6 Differenzverstärker mit Bipolartransistoren.- 7 Lateraler PNP-, Substrat PNP-Transistor.- 7.1 Lateraler PNP-Transistor.- 7.2 Substrat PNP-Transistor.- 8 Feldeffekttransistoren.- 8.1 Sperrschichtfeldeffekttransistoren.- 8.2 Metalloxidfeldeffekttransistoren.- 8.3 Kennlinien.- 8.4 Temperaturabhängigkeit der Steuerkennlinie.- 8.5 Grundschaltungen.- 9 HF-Verhalten von Feldeffekttransistoren.- 9.1 Ersatzschaltung.- 9.2 Grenzfrequenzen.- 9.3 Dual-Gate-FET.- 10 Rauschverhalten des FETs.- 10.1 Rauscharten und Ersatzschaltung.- 10.2 Äquivalente Eingangsrauschquellen des FETs.- 11 Feldeffekttransistor als Leistungsverstärker.- 11.1 SIPMOS-, TMOS-Transistor.- 11.2 Ansteuerung des SIPMOS-, TMOS-Transistors.- 12 Differenzverstärker mit FETs.- 12.1 Kleinsignalverhalten.- 12.2 Großsignalverhalten.- 12.3 Klirrfaktor.- 12.4 Offsetspannung und Temperaturdrift des MOSFET-Differenzverstärkers.- 13 Operationsverstärker.- 13.1 Aufbau von Operationsverstärkern.- 13.2Ersatzschaltbild.- 13.3 Stabilität von Operationsverstärkem.- 13.4 Frequenzgangkompensation des Operationsverstärkers.- 13.5 Offsetkompensation.- 13.6 Rauschen von Operationsverstärkern.- 13.7 Slew rate.- 14 Grundschaltungen mit Operationsverstärkern.- 15 Komparatoren.- 16 Filter mit Operationsverstärkern.- 16.1 Tiefpaß.- 16.2 Hochpaßfilter.- 16.3 Bandpaßfilter.- 16.4 Sperrfilter.- 17 Rechenschaltungen mit OP’s.- 17.1 Addierer und Subtrahierer.- 17.2 Integrierer und Differenzierer.- 17.3 Universalfilter.- 18 Verstärker als Baustein.- 18.1 Dynamikbereich und nichtlineare Verzerrungen.- 18.2 Der ’1 dB Compression Point’.- 18.3 Der ’3rd Order Intercept Point’.- 18.4 THD, SINAD.- 18.5 S-Parameter.- 19 Beispiele für Verstärkerbausteine.- 19.1 NF-Verstärker.- 19.2 HF-Verstärker.- 19.3 Breitbandverstärker.- 19.4 Schmalbandige Verstärker.- 19.5 Mischer.- 20 Integrierte Schaltungstechnik.- 20.1 Stromquellen.- 20.2 Stromquellen als Lastelemente.- 20.3 Betriebsspannungsunabhängige Arbeitspunkteinstellung.- 20.4 Temperaturunabhängige Arbeitspunkteinstellung.- 20.5 Pegelverschiebung.- 20.6 Multiplizierer.- 21 Analoge Schaltkreissimulation (SPICE).- 21.1 Aufbau und Beschreibung eines SPICE-Programms.- 21.2 Graphischer Postprozessor PROBE (PSPICE).- 21.3 Mustersimulation eines Operationsverstärkers TAA761.- 21.4 Gewinnung der SPICE-Parameter.- 22 Digitale Signalverarbeitung.- 22.1 Abgetastete Systeme und Quantisierung.- 22.2 Z-Transformation.- 22.3 Digitale Filter.- 22.4 Sampling rate converter (Umsetzung der Abtastrate).- 22.5 Bilineare Transformation.- 22.6 Struktur eines DSP-Prozessors (UDPC 1000).- 22.7 DFT bzw. FFT und Fensterfunktionen.- 23 Oszillatoren.- 23.1 Schwingbedingung.- 23.2 Grundschaltungen.- 24 PLL (Phase Locked Loop).- 24.1 PLL-Arten.-24.2 Beschreibung der Regelschleife.- 24.3 Dimensionierung der Regelschleife.- 25 Funktionsgeneratoren.- 25.1 Rechteckerzeugung.- 25.2 Dreieckerzeugung.- 25.3 Diodennetzwerk zur Sinusapproximation.- 25.4 Beispiele.- Register.