کتاب تحلیل مدارهای الکترونیکی – مدبرنیا

برشی از متن کتاب

فصل اول:  قوانین مدارهای الکتریکی در الکترونیک

برای تحلیل و شبیه سازی مدارهای الکترونیکی، نرم افزارهای مختلفی نظیر MultiSim، ICAP، Micro CAP، Protel، Hspice، Pspice و سایر وجود دارد. از میان این نرم افزارها، Pspice به عنوان اولین نرم افزار شبیه ساز الکترونیکی برای کامپیوترهای شخصی، از طیف وسیع کاربران برخوردار است و کارخانجات سازنده مدارهای مجتمع، بیش از هر نرم افزار دیگری مدل قطعات خود را برای Pspice در اختیار نهاده اند.

فصل دوم: دیود و کاربردهای آن

دیود پایه ای ترین نیمه هادی الکترونیکی است که از دو نیمه هادی p و n تشکیل می شود. نیمه هادی های نوع n دارای الکترون های آزاد و اتم های دهنده، نوع p دارای حفره های آزاد و اتم های گیرنده هستند و الکترون ها در حکم حامل های اکثریت نیمه هادی نوع n و حفره ها در حکم حامل اکثریت نوع p می باشند. دیود همچون مقاومت، یک عنصر دو سر است و یکی از پایه های دیود، آند ( A ) و پایه دیگر کاتد ( K ) نامگذاری می شود، بر پایه منحنی مشخصه ( مطابق شکل ) مادام که ولتاژ آند کاتد دیود ( پلاریته آند نسبت به پلاریته کاتد مثبت است ) به حد ولتاژ مشخص نرسیده باشد، جریان بسیار کمی از دیود می گذرد که به طور تقریب می توان آن را صفر در نظر گرفت.

فصل سوم: ترانزیستورهای دو قطبی

ترانزیستور در سال ۱۹۴۶ میلادی توسط باردین و براتین در آزمایشگاه تلفن بل ساخته شد و پس از گذشت چند ماه شاکلی تئوری عملکرد ترانزیستور را تشریح نمود. یک ترانزیستور دو قطبی از سه لایه نیمه هادی نوع n و p تشکیل شده است، این لایه ها به عنوان امیتر ( E )، بیس ( B ) و کلکتور ( C ) خوانده شده و برحسب نوع شان به دو گونه npn و pnp تقسیم می شوند. ترانزیستور npn از دو نیمه هادی نوع n ( امیتر و کلکتور ) و یک نیمه هادی نوع p ( بیس ) تشکیل شده و این وضعیت برای ترانزیستور pnp بالعکس است.

فصل چهارم: ترانزیستورهای اثر میدان پیوندی

مبنای کار ترانزیستور اثر میدانی، کنترل جریان عبوری از قطعه بر پایه میدان الکتریکی ایجاد شده از اعمال ولتاژ به پایانه دیگر می باشد، به عبارت دیگر FET همچون یک منبع جریان وابسته به ولتاژ عمل می کند. در ترانزیستورهای اثر میدان عامل ایجاد جریان یک نوع حامل بار الکتریکی است و این حامل می تواند الکترون یا حفره باشد و لذا به این ترانزیستورها، یک قطبی نیز گفته می شود. باید توجه داشت که وجود یک حامل برای ایجاد جریان الکتریکی، مخالف عملکرد ترانزیستورهای دو قطبی است که در آن هر دو حامل الکترون و حفره در ایجاد جریان نقش دارند.

فصل پنجم: ترانزیستورهای اثر میدان اکسید فلزی

در اولین ترانزیستورهای اثر میدان اکسید فلزی ( MOSFET ) از یک گیت فلزی استفاده می گردید اما بعدها به یک گیت سیلیکونی تغییر ساختار داد. با وجود این تغییر، نام قطعه هم چنان اکسید _ فلزی باقی مانده است، در طی دهه ۷۰ میلادی ابتدا از ماسفت ها با وجود سرعت کلید زنی پایین شان در مدارهای دیجیتال به جای ترانزیستورهای دو قطبی استفاده شد و این امر به خاطر دو ویژگی بسیار جذاب ماسفت ها بود : توان تلفاتی پایین و اندازه کوچک قطعات MOS

فصل ششم: مدل سیگنال کوچک نیمه هادی های دیودی و ترانزیستوری

در تحلیل و طراحی مدارهای تقویت کننده ترانزیستوری با کمیت های متفاوتی از ولتاژ و جریان سر و کار دارید. ولتاژها و جریان های DC که فاقد هر گونه مقدار ac هستند برای بایاس طبقات ترانزیستور به کار می روند، نماد و اندیس این کمیت ها را با حروف بزرگ لاتین نمایش می دهند. مقادیر لحظه ای ac کمیت ها که فاقد هر گونه مقدار DC هستند، این کمیت ها را با حروف کوچک لاتین نمایش می دهند و برای نمایش سیگنال های ورودی تقویت کننده ها، متغیرهایی که در محاسبات بهره و امپدانس مورد استفاده قرار می گیرند، از این نماد استفاده می شود.

فصل هفتم: تقویت کننده های تک طبقه

مدارهای ترانزیستوری برای انجام صحیح عمل تقویت کنندگی نیاز دارند در ناحیه خطی ( ناحیه فعال برای BJT و ناحیه اشباع برای ماسفت و JFET ) منحنی مشخصه خود، کار کنند. این عمل توسط منابع تغذیه DC انجام می شود که در قالب مدارهای بایاس در فصل های قبل مورد بررسی قرار گرفت، پس از بایاس DC با اعمال سیگنال های کوچک در ورودی تقویت کننده های آنالوگ، ترانزیستورها حول نقطه کار DC خود به صورت خطی بازی خواهند کرد. برای محاسبه روابط سیگنال کوچک، ابتدا باید مدار تقویت کننده تحلیل DC شود و مقادیر نقطه کار آن به دست آید.