Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998)

П. Хоровиц, У. Хилл ИСКУССТВО СХЕМОТЕХНИКИ Издание 5-е, переработанное Перевол с английского Б. Н. Броннна, А. И. Коротова, М. Н. Микшиса, Л. В. Поспелова. О. А. Соболевой, Ю. В. Чечеткина Москва «Мир» 1998 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие. Перевод О. А. Соболевой ......,......5 Предисловие к первому изланию. Перевод О. А. Соболевой ...............................6 ГЛАВА 1.

ОСНОВЪ| ЭЛЕКТРОНИКИ. Перевод О. А. Соболевой.................................8 Введение ..8 Напряжение, ток и сопротивление .....................8 Сигналы. ...22 Конденсаторы и цепи переменного тока......... 27 Инлуктивности и трансформаторы .................35 Полное и реактивное сопротивление ................36 Диоды и диолные схемы .........,...,.....,........50 Другие пассивные компоненты ........................61 Дополнительные упражнения ..........................66 ГЛАВА 2.

ТРАНЗИСГОРЫ. Перевод О.А. Соболевой...............................68 Введение ....................................,.......................68 Некоторые основные транзисторные схемы, 70 Модель Эберса — Молла лля основных транзисторных схем ..............,.,.........,.,...87 Некоторые типы усилительных каскзлов ......99 Некоторые типичные транзисторные схемы ............................................114 Схемы, не требующие пояснений ...............116 Дополнительные упражнения....................,....

120 ГЛАВА 3. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ. Перевод БН. Бренона ......,.........,..... 121 Ввеление .121 Основные схемы на |П ..........,,, ! 32 Ключи на ПТ ...................................149 Схемы. не требуюгцие пояснений ..........,18о ГЛАВА 4. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ И ОПЕРАНИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ. Перевод ОА. Соболевои..............,.....181 Ввеление......................................................181 Основные схемы включения операционных усилителей ..............................,..............184 Калейлоскоп схем на операционных усилителях .............................................190 Подробный анализ работы операциеннык усилителей ..............,.........., ...............,.

196 Подробный анализ работы некоторых схем на операционных усилителях..........,........... 227 ГЛАВА 5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ. Перевод М.Н. Микшисо,...,.....................278 Активные фильтры ...........................................273 Скемы активных фильтров.............................283 Генераторы......................................................300 Схемы, не требуюшие пояснений.............321 Лопоянительные упражнения ........................323 ГЛАВА 6. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ. Перевод А.И.

Ходотова ............................. Базовые схемы стабилизаторов на основе юзассической ИМС 723........................... Проектирование теплоотвола мошных схем . .329 Нсстабилизированные источники питания..................................................343 Источники опорного напряжения................ 349 Трехвыводные и четыреквьлюдные стабилизаторы ............................. 360 Источники питания спецнальн но назначения .......................,......,.339 Схемы. не требуюшиг;юяснении............405 Дополнительные упражнения.....................41: 324 1 ЛАВА ". ПРЕПИЗИОННЫЕ СХЕМЫ И МАЛОШУМЯШАЯ АППАРАТУРА Пергвоо Б. Н Бронино............,. 412 Разработ'ка прецизионнои аппаратуры на операционных усилителях ........................

412 Лифференцнальпые и измерительные усилители............,.....................................445 Шумы усилителей ......,.....,...................,....,.454 Измерение шчма и источники шума ...............473 Помехи: зкраннрование и заземление ............479 Диэлектрическое поглошение............,...........235 Работа ОУ с одним источником питания........240 Компараторы и трипер Шмитта .....................245 Обратная связь и усилители с конечным усилением .......,......................,,..............248 Некоторые типичные схемы с операционными усилителями ..............................................255 Частотная коррекция усилителей с обратной связью .........................................................260 Схемы, ие требуюшие пояснений ...........,.....268 Лополнительные упражнения.........................268 704 Оглавление Подписано к печати 29.09.98.

Форьит 70 х 100'/и. бумага офсетная. Печаз ь офсетная. Гарнитура таймс. Обьем 22 бум. л, Уел. печ. л. 57,20. Уч.-юд. л. 63.03. Изд. № 6Г8013. Тираж 5000 эю. Звк. 626. С018. Издательство «Мир» Государственного комитета Российской Федерапии по печати. 129820, Москва. И-110, ГСП, 1-й Рижский пер., 2 Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных диапозитивов в ОАО «Можайский полиграфический комбинаты 143200, г. Можайск, ул.

Мира, 93. Схемы, нс гребуююис ~юяснений ......,.........489 Дополнительные упражнения..........................493 ГЛАВА 8. ЦИФРОВЫВ СХЕМЫ, Перевод Ю.Д Чечгникила........, ............,......, .....495 Основныс логические понятия................... 495 Логические уровни....................................497 ТТЛ и КМОП........................,.....................507 Кол~бинапионная логика ......,......................

515 Послеловатсльпая лог ика............................529 Моностабильиые мультивибраторы ................540 Послеловательносгные функции, реализуемые на стандартных ИМС....,...................547 Некоторыс типовые цифровые схемы.............567 Патология алогических схемах.........,............574 Научное издание Пауль Хоровнц, Уинфилд Хилл ИСКУССТВО СХЕМОТЕХНИКИ Издание 5-е. переработанное Заведую гцая редакцией Т.Г. Хохлова Велугций рслактор А.Г. Шемятенков Художественный редактор Н.В. Дубова Технический редактор Л.П.

Бирюкова Лицензия ЛР Зх7» 010174 от 20.05.97 г. Схемы, не грсбуюшис пояснении .....,..580 Дополнительныс упражнения ............583 ГЛАВА 9. СОПРЯЖЕНИИ ЦИФР4)ВВЗХ И АИАЛОГОВ14Х СИГНАЛОВ. ПеренодЛ й Писа«лова ........., ..590 Сопряжение логических КМОП и ТТЛ«меменгов.............,..........590 Цифровые сиггзалы и ыинныс пени.......626 Аналого-пифровос преобразование....,, .,640 Примеры А/Ц-преобразовашзи .............664 Схемы фазовол юпополстройки часюты,.....671 Псевдослучайные лваичныс послелоыпсль ности и ~енерагоры лгуна .....„..............684 Схемы, не трсбюоюис пояснений .....,.......697 Дополнизельньм упрал пения, ...., ...., ..700 ГЛАВА 1 ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ ВВЕДЕНИЕ Электроника имеет короткую.

ио богатую собьггиями историю. Первый ее период связан с простейшими передатчвхамн ключевого действия и способными воспринимать их сигналы приемивхами, которые появились в начале нашего века. Затем наступила эпоха вакуумных ламп, которая ознаменовала собой возможносп претворения в жизнь смелых идей. Сейчас мы являемся свидетелями нового этапа развития электроники, связанного с появлением элементов на твердом теле и характеризующегося неиссякаемым потоком новых ошеломляюших достижений. Технология изготовления болъших интегральных схем (БИС) дает возможность производить такие кристаллы кремния, на основе которых создают калькуляторы, вычислительные машины и даже «говорящие машины» со словарным запасом в не~голько сотен слов.

Развитие технологии сверхбольших интегральных схем открывает возможность создания еще более замечательных устройств. Наверное, стоит сказать и о том, что в истории развития электроники наблюдается тенденция уменьшения стоимости устройств при увеличении объема их производства. Стоимость электронной микросхемы, например, постоянно умею; шается по отношению к единице ее первоначальной стоимости по мере совершенствования процесса производства (см.

рис. 8.87). На самом деле зачастую панель управления и корпус прибора стоят дороже, чем его электронная часть. Если вас заинтересовали успехи электроники и если у вас есп желание самостоятельно конструировать всевозможные хитроумные вещи, которые были бы надежны, недороги, просты и красивы, то эта книга — для вас. В ней мы попытались раскрыть предмет электроники, показать, как он интересен и в чем состоят его секрегы. Первую главу мы посвящаем изучению законов, практических правил и хитростей. составляюших в нашем понимании основу искусства электроники. Начинать всегда следует с самого начала, поэтому мы выясним, что такое напряжение, ток„ мошность и из каких компонентов состоит электронная схема.

На первых порах, пока вы не научитесь видеть, слышать, осязать и ощущать электричество, вам придется столкнуться с определенными абстрактными понятиями (их особенно много в гл. 1), а также увязать свои представления о них с показаниями таких визуальных приборов, как оспиллографы и вольтметры. Первая глава содержит в себе много математики, больше, чем другие главы, несмотря на то, что мы старались снести математические выкладки к минимуму и хотели бы способствовать развитию интуитивного понимания построения и работы электронных схем. Раз уж мы занялись основами электроники, нам следует прежде всего начать с так называемых активных схем ~усилителей, генераторов, логических схем и т.п.), благодаря которым электроника и вызывает к себе такой интерес. Читатель, у которого уже есть некоторые знания по электронике, может эту главу пропустить.

Она предназначена для тех, кто прежде электроникой никогда не занимался. Итак, приступим к делу. НАПРЯЖЕНИЕ, ТОК И СОПРОТИВЛЕНИЕ 1.01. Напряжение и ток Напряжение и ток — это количественные понятия, о которых следует помнить всегда, когда дело касается электронной схемы. Обычно они изменяются во времени, в противном случае работа схемы не представляет интереса. Напряженна (условное обозначение !1, иногда Е). Напряжение между двумя точкми — это энергия (или работа), котория затрачивается на перемещение единичного положительного заряда вз точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т.е.

первая точка имеет более отрипательный потенпиал по сравнению со второй). Иначе говоря, это энергия, которая высвобождается, когда единичный заряд «сползает» от высокого потенпиала к низкому. Напряжение называют также разностью иотенииалав или Элен»Чюдвижуи!вй силой (э.д.с.). Единицей измерения напряженна служит вольт. Обычно напряжение измеряют в вольтах (В), киловольтах (1 кВ = 10' В), миллнвольтах (1 мВ = 10 з В) или михровольтах (1 мхВ = Ю ь В) (см. Равд. «Приставки для образования кратных и дальных измерения», напечатанный меллим шрифтом). Для того чтобы переместить заряд величиной 1 кулон между точками, имеющими разность потенциалов величиной 1 вольт, необходимо соверпвггь работу в 1 джоуль.

(Кулон служит единицей измерения электрического заряда и'равен зарялу приблизительно 6. 10гь электронов.) Напряжение, измеряемое в вйновольтах (1 нВ = 1О ' В) или в мегавбльтах (1 мВ = 10' В), встречается редке) вы убедитесь в этом. прочитав всю книг). Тви (условное обозначение !). Ток — зто скорость перемещения электрического зар|ща в точке Едвпацей измерения тока слУжит ампер. Обычно ток измеряют в амперах (А). миллиамперах (1 мА = = 10 з А) микроамперах (1 мкА = = 10 ' А).