Schaltungstechnik

24 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
In der hier vorgenommenen Stoffauswahl geht es vornehmlich um die Vermittlung
von Kenntnissen über wichtige analoge und gemischt analog/digitale Funktionsschaltkreise.
Im Folgenden wird eingeteilt in:
Schaltkreiselemente (z.B. R für Widerstand, L für Induktivität, C für Kapazität,
K für gekoppelte Induktivitäten, D für Diode, Q für Bipolartransistoren, J für
Sperrschicht-Feldeffekttransistoren, M für Isolierschicht-Feldeffekttransistoren);
Funktionsprimitive bzw. Funktionsgrundschaltungen (z.B. kapazitive Spannungsteiler,
Verstärkergrundschaltungen bzw. Verstärkerelemente, Konstantstromquellen,
Konstantspannungsquellen, Darlingtonstufen, Kaskodestufen, Differenzstufen,
elektronische Strombegrenzungen);
Funktionsschaltkreise (z.B. Verstärker, Operationsverstärker, Treiberstufen,
Mischer, Oszillatorschaltungen, Phasenregelkreise bzw. PLL-Schaltkreise, Analog/
Digital-Wandler, Digital/Analog-Wandler);
Systemmodule (z.B. Optischer Empfänger, Überlagerungsempfänger, Sensorelektroniksystem).
Einige passive Funktionsprimitive gebildet aus passiven Schaltkreiselementen
werden im Abschnitt 3.1 vorgestellt und erläutert. In Abschnitt 3.2 erfolgt die Darstellung
einer Auswahl von Diodenschaltungen als Funktionsschaltungen für
bestimmte Anwendungen. Ein kapazitiver Spannungsteiler kann beispielsweise als
Impedanztransformator wirken, wenn bestimmte Randbedingungen eingehalten
werden. Damit lässt sich eine niederohmige Schnittstelle auf eine hochohmige
Schnittstelle transformieren (Funktion: Impedanztransformation). Kap. 5 und 6
behandeln u.a. Funktionsprimitive bzw. Funktionsgrundschaltungen gebildet mit
Bipolartransistorschaltungen bzw. Feldeffekttransistorschaltungen. In Kap.7 wird
in weitere wichtige Funktionsprimitive für Funktionsschaltungen eingeführt, wie
sie u.a. in integrierten Schaltungen gegeben sind.
Bild 2.1-14 zeigt die Schaltung des altbekannten integrierten Operationsverstärkers
uA741 als Auszug aus einem Datenblatt. Die Schaltung in Bild 2.1-14 besteht
aus folgenden Funktionsprimitiven:
Differenzstufen:
Kaskode-Differenzstufe mit Q1 bis Q4;
Basisgekoppelte Differenzstufen Q5&Q6; Q8&Q9; Q10&Q11; Q12&Q13;
Stromquellen: die basisgekoppelten Differenzstufen wirken als Stromquellen;
Darlingtonstufe mit Q15&Q17 und R12;
Konstantspannungsquelle mit Q16, R7&R8;
Treiberstufe mit Q14, Q20;
Elektronische Strombegrenzung mit Q18&R9, Q22&R11.
Differenzstufen, Konstantstromquellen, Konstantspannungsquellen und Treiberstufen
werden in Kap. 7 eingehend behandelt. Mit dem Kenntnisstand von Kap. 5
(u.a. Darlingtonstufe) und Kap. 7 ist die Schaltung in Bild 2.1-14 relativ leicht zu
verstehen.