ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА
;зй jT’e^bCTBO
МАРШРУТ
 '	-ч- -Н-,
Г.Н. Акимова
Электронная техника
Рекомендовано
Управлением кадров и учебных заведений
Федерального агентства железнодорожного транспорта
в качестве иллюстрированного учебного пособия для студентов техникумов и колледжей
железнодорожного транспорта
МОСКВА
2005
УДК 621.38(084)
ББК 39.211-08
А391
Акимова Г.Н.
А391 Электронная техника: Иллюстрированное учебное пособие. — М.: Маршрут, 2005. — 34 с.
ISBN 5-89035-177-Х
В иллюстрированном учебном пособии приведены структура полупроводниковых приборов, электрон-
ные схемы и временные диаграммы, поясняющие их работу. Пособие является дополнением к учебникам
по электронной технике.
Предназначено для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта, может быть
полезно учащимся образовательных учреждений железнодорожного транспорта, осуществляющих
профессиональную подготовку.
УДК 621.38(084)
ББК 39.211-08
Рецензенты: преподаватель Московского колледжа железнодорожного транспорта Л.В. Типицина,
преподаватель Рязанского колледжа железнодорожного транспорта А.Н. Гуркин.
ISBN 5-89035-177-Х
© Акимова Г.Н., 2005
© УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте, 2005
© Издательство «Маршрут», 2005
ПРЕДИСЛОВИЕ
К работе железнодорожного транспорта
предъявляются очень высокие требования,
причем главное из них — это безопасность
движения поездов. В связи с этим нет ни одно-
го подразделения, где бы активно не использо-
вались достижения в области развития элек-
троники. Усилиями многих железнодорожных
институтов и конструкторских бюро были со-
зданы на базе электронной техники и успешно
применяются системы для регулирования дви-
жения поездов и обеспечения их безопасного
следования, а также системы связи, электро-
снабжения, устройств автоматики железнодо-
рожного транспорта.
Развитие электроники можно разделить на
два направления:
— энергетическое (силовое), связанное с пре-
образованием переменного и постоянного
токов для нужд электроэнергетики, электро-
тяги и пр.;
— информационное, к которому относятся эле-
ктронные средства, обеспечивающие изме-
рения, контроль и управление различными
процессами, включая производство и науч-
ные исследования.
В основе развития электронной техники ле-
жит непрерывное усложнение функций, выпол-
няемых электронными устройствами. На опре-
деленных этапах невозможно решать новые
задачи старыми электронными средствами,
поэтому появляются предпосылки для даль-
нейшего совершенствования элементной ба-
зы. Основные факторы, способствующие раз-
работке электронных устройств на новой эле-
ментной базе, — это повышение надежности,
уменьшение габаритов, массы, стоимости и
потребляемой мощности. В зависимости от
применяемой элементной базы можно выде-
лить четыре основных поколения развития эле-
ктроники, а следовательно, и электронных уст-
ройств.
I поколение (1904—1950 гг.) характеризует-
ся применением электровакуумных приборов.
Семейство электронных вакуумных приборов
весьма обширно: электронные лампы, элек-
тронно-лучевые приборы, электровакуумные
фотоэлектрические приборы и т.д.
II поколение (1950 — начало 60-х гг.) харак-
теризуется применением полупроводниковых
приборов. Плотность монтажа электронных ус-
тройств этого поколения составляет
у = 0,5 эл./см3.
Ill поколение (1960—1980 гг.) связано с бур-
ным развитием микроэлектроники. Этот этап
характеризуется резким уменьшением их га-
баритов, массы и электропотребления, повы-
шением их надежности, в том числе и за счет
сведения к минимуму ручного труда при изго-
товлении электронных устройств. Плотность
монтажа электронных устройств этого поколе-
ния составляет у > 50 эл./см3.
IV поколение (с 1980 г. по настоящее время)
характеризуется дальнейшей микроминиатю-
ризацией электронных устройств на базе при-
менения больших интегральных схем (БИС) и
сверхбольших интегральных схем (СБИС).
Плотность монтажа электронных устройств
этого поколения составляет 1000 эл./см3.
Более 40 лет назад практически вся схе-
мотехника была аналоговой. В настоящее
время около 90% разрабатываемых уст-
ройств — цифровые. Внедрение цифровых
устройств стало огромным достижением на-
уки и техники конца XX в. Преимущества пе-
ред аналоговыми следующие:
—	цифровые устройства допускают боль-
шую степень интеграции в составе мик-
росхем;
—	данные в цифровых устройствах, в отли-
чие от аналоговых, не зависят от темпе-
ратуры окружающей среды, влажности,
давления, напряжения питания;
—	точность цифровых устройств не ограни-
чена (например, есть устройства, относи-
тельная точность которых 1012).
В ближайшие годы еще шире будут разви-
ваться вычислительная техника, средства и
системы сбора, передачи и обработки ин-
формации, робототехника, системы автома-
тического управления с использованием
микропроцессоров, а также будет продол-
жена работа по формированию единой ав-
томатизированной системы связи.
Развитие этих областей науки и техники
связано с дальнейшим улучшением работы
железных дорог страны.
В связи с этим огромное значение приоб-
ретает изучение студентами колледжей и
техникумов дисциплин, относящихся к элек-
тронной технике. С целью оказания помощи
в изучении этих дисциплин и создано это
иллюстрированное пособие.
Зона изолятора
 ХХХХХХХХХХХХХХ^
Зона проводимости
кХХ\Х\ХХХХХХХХ\Х
Запрещенная зона
________________X
Валентная зона
ВИДЫ ПРОВОДИМОСТИ
Энергетические зоны
Зона полупроводника
виды электронной эмиссии
Зона проводника
Зона проводимости
.
Запрещенная зона
Валентная зона
Схема связей в элементарной ячейке кристалла кремния и германия
Термоэлектронная эмиссия
1	— металлический проводник;
2	— источник тепла;
3	— электроны
1	— атом;
2	— внешняя электронная оболочка;
3	— ядро;
4	— ковалентная связь
Фотоэлектронная эмиссия
1	— металлический проводник;
2	— луч света;
3	— электроны
Электропроводимость полупроводников
перемещающийся разрыв ковалентной связи
Вторичная электронная эмиссия
1	— металлический проводник;
2	— первичные электроны;
3	— вторичные электроны
Ковалентная связь
Автоэлектронная эмиссия
1	— металлический проводник;
2	— электрическое поле;
3	— электроны
1 — атомы;
2 — электроны
ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫМ диод
Структура диода
УГО
Слой с дырочной
электропроводимостью
р-л-ПЕРЕХОД
Равновесное состояние р-л-перехода
Основные носители зарядов в области
л-типа (электроны)
Основные носители зарядов
в области p-типа (дырки)
Неосновные носители зарядов в области р-
типа (электроны)
+ Неосновные носители зарядов
в области л-типа (дырки)
Ес Собственное поле р-л-перехода
Прямое включение р-л-перехода
ОПОРНЫЕ ДИОДЫ (СТАБИЛИТРОНЫ)
Схема включения стабилитрона
Схема температурной
стабилизации
Схема включения УГО
стабилитрона
Схема двухкаскадного параметрического стабилизатора
Схема мостового стабилизатора
ТУННЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ
Условное графическое
обозначение
I
--►
А °—и—°к
С — общая емкость диода в точке
минимума вольт-амперной
характеристики;
G — отрицательная проводимость
на падающем участке;
гн — последовательное сопротивление
потерь;
L — индуктивность выводов
Схема замещения
ДИОДЫ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ
Диод на основе эмиттерного р-п-перехода транзисторной структуры
ЭП — р-п-переход
эмиттер-подложка;
Скп — емкость
коллектор-подложка;
СЭБ— емкость
эмиттер-база
Диод с двумя параллельно включенными р-п-переходами
п
Диод на основе коллекторного р-л-перехода
КП — р-п-переход
коллектор-подложка;
СКБ — емкость
коллектор-база;
Скп — емкость
коллектор-подложка
Диод на основе эмиттерного р-л-перехода с отключенным коллектором
ЭП — р //-переход
эмиттер-подложка;
СКБ— емкость
коллектор-база;
Скп —емкость
коллектор-подложка
Диод на основе коллекторного р-л-перехода с отключенным эмиттером
КП — р //-переход
коллектор-подложка;
СКБ — емкость
коллектор-база;
Скп —емкость
коллектор-подложка
О
БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Структура биполярного транзистора
Биполярный транзистор в ключевом режиме
СОСТАВНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Двойные составные транзисторы
: в
В
«!
В
Л 5
J 5
И
Транзистор
структуры п-р-п
на приборах одинакового типа
проводимости
(схема Дарлингтона)
на приборах различного типа
проводимости
Составные транзисторы
на полевом и биполярном транзисторах
Защита транзистора от лавинного пробоя
на двух полевых транзисторах
^см
При помощи стабилитрона
При помощи шунтирующего диода
При помощи RG-цепи
VT
Тройные составные транзисторы
на приборах одного типа
проводимости
на приборах различного типа
проводимости
VD
1
ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
со встроенным л-каналом
с индуцированным л-каналом
(ОДНОПЕРЕХОДНЫЙ ТРАНЗИСТОР)
Структура и схема включения
Вольт-амперная характеристика
UBn — внутреннее
падение
напряжения
Участок 1—2 соответст-
вует закрытому состоя-
нию диода;
Участок 2—3 соответст-
вует переходному про-
цессу;
Участок 3—4 соответст-
вует открытому состоя-
нию диода
Условное графическое обозначение
СТРУКТУРА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
С УПРАВЛЯЮЩИМ ПЕРЕХОДОМ
с каналом р-типа
с каналом л-типа
СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ПОЛЕВЫХ
ТРАНЗИСТОРОВ
Схема включения с общим истоком (ОИ)
Статический режим
си
Схема включения с общим стоком (ОС)
Статический режим
^зс I > I ^ИС I
Схема включения с общим затвором (03)
Статический режим
I ^СЗ I > I ^из I
Нагрузочный режим
О
►
a ‘ •
!i
5 *
- !<
• r
* П
•j
5 a
: И
J г
* fl
Ж _
: 3
: Я
•3
£
i«i
- •?
i rj
fl
«3
*
: 14
i>J
: i’ i
- 11
 i
ij
: U
И
У
' 15
'j У
' У
' и
ДИНИСТОР
Структура динистора
ТИРИСТОРЫ
ТРИНИСТОРЫ
] Слой с дырочной электропроводимостью
Вольт-амперная характеристика динистора
] Слой с электронной электропроводимостью
Структура тринистора
с анодным управлением
с катодным управлением
о
СИМИСТОРЫ
А — анод; К — катод; УЭ — управляющий электрод
Эквивалентная схема симистора
Вольт-амперная характеристика симистора
{7пер — напряжение переключения
СХЕМЫ КОММУТАЦИИ ТИРИСТОРОВ
Схема естественной коммутации
Схема коммутации с помощью
последовательного колебательного контура
Схема прямой (одноступенчатой) коммутации
Схема двухступенчатой коммутации
Схема с искусственной коммутацией
i3 — ток заряда конденсатора С;
ip — ток разряда конденсатора С;
без скобок указана полярность,
с которой первоначально заряжается конденсатор С;
со скобками указана полярность, с которой перезаряжается конденсатор С.
О
Структура
Основные носители заряда
Неосновные носители заряда
Ес— собственное поле р-л-перехода
Вентильный режим
Фотодиодный режим
простейший СИД
с плоской структурой
ФОТОДИОД
УГО
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
Вольт-амперная характеристика
ЛАЗЕРНЫЙ ДИОД
(ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕР)
GaAs р-типа
(активный слой)
AIGaAs /г-типа
GaAs
р-типа
Структура
Структура
GaAs р+-типа (подложка)
Металл
AIGaAs /7-типа
Металл
Направление
лазерного излучения,
выходящего через
полупрозрачную
зеркальную грань
СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЕ ДИОДЫ (СИД)
СИД со структурой в виде
полусферического
монокристалла
полупроводника
СИД с плоской структурой
с прозрачным
полусферическим покрытием
ФОТОТРАНЗИСТОРЫ
Выходные характеристики
ОПТРОНЫ
Структурная схема
ОС — оптическая среда;
ИС — источник света;
ФП — фотоприемник
Условные обозначения оптронов с различными фотоприемниками
Фоторезистор
ОЭП
Фотодиод
Фототиристор
Фототранзистор
ЛОТ, КП
О
r ►
| ’ 
* !1
ч
! г
ч
:! *
г
" ! *
: '14
• it?
!'i
j i
2 I «1
!<
П
• ’
iJ
> i
•Jl
’ <.
- LU
: 'I
iJ
• I
। с
Л
Г
* i?
- ii
: ii
и
0
JJ
ij
’ *W
ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
Однофазные однополупериодные схемы выпрямления
(без фильтра и с фильтром)
Однофазные двухполупериодные схемы выпрямления с нулевой точкой
(без фильтра и с фильтром)
Однофазная мостовая схема выпрямления (без фильтра и с фильтром)
управляемый выпрямитель
Схема однофазного управляемого выпрямителя и кривые изменения тока и напряжения
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ
Схема емкостного фильтра и кривые изменения тока и напряжения

Схема индуктивного фильтра и кривые изменения тока
и напряжения
о
ТРЕХФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой
Интервал времени 1-2
Интервал времени 2—3
Трехфазная мостовая схема выпрямления
Интервал времени 3—4
Интервал времени 1—2
Интервал времени 5—6
Интервал времени 6—7
СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Схемы с общим эмигрирующим электродом
с общим эмиттером (ОЭ)
с общим истоком (ОИ)
Для данных схем ха-
рактерно изменение на
обратную полярность
усиливаемого сигнала
(сдвиг фазы на 180).
1—1 две входные клеммы; 2—2 две выходные клеммы
Схемы с общим управляющим электродом
с общей базой (ОБ)
с общим затвором (ОЗ)
В данных схемах по-
лярность усиливаемого
сигнала не меняется.
Схемы с общим управляющим электродом
с общим коллектором (ОК)
с общим стоком (ОС)
В данных схемах по-
лярность усиливаемо-
го сигнала не меняет-
ся.
Усилительный каскад
Эквивалентная схема
Частотная характеристика
1 — эквивалентная схема входной цепи; 2 — цепь межкаскадной связи;
3 — эквивалентная схема входной цепи следующего каскада
СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ДВУХТРАНЗИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЕН
О
* fl
*
‘ I fl
: к
:
:
il
: fi
; jr
: «
: »
'S
«
- a
i (
3

ui
r СХЕМЫ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ
РЕЖИМА ТРАНЗИСТОРА
Эмиттерная стабилизация осуществляет-
ся при помощи отрицательной обратной свя-
зи (ООС) по постоянному току через эмиттер-
ный резистор Вэ.
-О
О
~Вх.
О
Коллекторная стабилизация осуществля-
ется при помощи ООС по напряжению, кото-
рая достигается подключением резистора Rj
непосредственно к коллектору транзистора.
Более высокую стабильность работы обес-
печивают схемы с комбинированной ООС по
току и напряжению. Обычно комбинирован-
ная обратная связь вводится лишь для посто-
янного тока. Чтобы исключить обратную
связь по переменному току, резистор R3 (эле-
мент ООС по току) шунтируют конденсато-
ром Сэ большой емкости.
СХЕМЫ ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦИИ
В делитель, подключенный к базе, вместо рези-
стора R2 установлен терморезистор, который при
нормальной температуре имеет сопрстивление,
необходимое для установления начального рабо-
чего режима. С повышением температуры сопро-
тивление терморезистора уменьшается, а значит,
снижается напряжение между базой и эмитте-
ром, вследствие чего ток покоя коллектора оста-
ется постоянным.
Для компенсации разброса параметров транзис-
торов и получения требуемой характеристики тер-
мочувствительного элемента последовательно или
параллельно с терморезистором включают линей-
ные (лучше переменные) резисторы R2 и R3.
Лучшие результаты при термокомпенсации
дает включение диода в качестве термочувстви-
тельного элемента.
О
i
:
: и tj
-
: ’U
:
2 ®
i ii
•:3
: it
1 ill
!(
'Й
<
in
i
- ilj
1
L
- i 1>
(I
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЬНЫХ СХЕМАХ
Отрицательная обратная связь по напряжению
Отрицательная обратная связь по току
Вых.
^вх ^вх) без ООС
uBX fiBX) с ООС
I	I ^вых (^вых^ без ООС
I	I
_________ i
I________/
I	/
I	I
\в/
авых б^вых) С ООС
ПРИМЕНЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕН (ОУ)
Повторитель напряжения на ОУ
Инвертирующий усилитель
^вых/^lW^
Простейший компаратор на ОУ
и его передаточная характеристика
Дифференциальный усилитель на ОУ
~ ^вых/(&2 U\) — В2/В1
о
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ
Параллельный	Частотная зависимость
колебательный	полного сопротивления
Частотная зависимость
напряжения и тока
Виды параллельных колебательных контуров
К нтур I вида
Контур II вида
Контур III вида
Виды связи контуров
Индуктивная
(трансформаторная)
Внутренняя
емкостная связь
Внешняя емкостная связь
АВТОГЕНЕРАТОРЫ
Структурная схема автогенератора
ИЭ — источник электрической энергии;
УЭ — усилительный элемент;
ЭОС — элемент обратной связи;
КС — колебательная система
Схема автогенератора с индуктивной
обратной связью
с емкостной ОС
Трехточечные схемы автогенераторов
с индуктивной автотрансформаторной ОС
Схема и характеристики
Схема кварцевого автогенератора
о
3
!л
и
5 ;i
- !*i
*“ *1
- -
I
: !Я
rs
: !Г
I
: (Я
'I
!Й
? Ж
ж
ж
I®
' <
J !|(.
1 i
<
- ’1
з 1г
- 111
- »Й
11
4
- i ।
I
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИМПУЛЬСЫ
Виды электрических импульсов
ЛЛ_1кА
а — импульс прямоугольной формы;
б — импульс трапецеидальной формы;
в — импульс треугольной формы;
г — импульс экспоненциальной формы;
д — импульс пилообразной формы
Схема
Электрический видеоимпульс
и его параметры
О,5СЛ
Um — амплитудное значение импульса;
— длительность импульса;
iHa — активная длительность импульса;
— длительность фронта;
ic — длительность среза;
ДС7т — спад вершины (крыши)
ЦЕПИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ
Дифференцирующая цепочка RC
и
Входной импульс
ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОГО И ЛИНЕИНО НАРАСТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
Диаграмма пилообразного напряжения
tnx — время прямого хода;
tB — время возврата;
iH — период повторения
импульсов;
Е — напряжение источника
питания
Генератор пилообразного напряжения
Генератор линейно нарастающего напряжения
* ч‘
*
‘ ‘Й
*
* !<
*

• 'fl
<*
* !l
*
: Я
: "п
: ‘Я
 !
й
: 9
7 11
«С
- 31
<
<
и
<•
- i
б
* •>
I (i
II
7 t
i
a
i

a
' *!
МУЛЬТИВИБРАТОРЫ НА ТРАНЗИСТОРАХ
Схема и диаграммы самовозбуждающегося мультивибратора
Открыт транзистор VT1
Открыт транзистор VT2
Схема и диаграммы ждущего мультивибратора
Схема мультивибратора с улучшенной формой выходных импульсов
VT2

о
ТРИГГЕРЫ
Схема несимметричного триггера на разноструктурных транзисторах
Схема и диаграммы симметричного триггера с раздельными входами
Схема и диаграммы симметричного триггера со счетным входом
Схема и диаграммы триггера Шмитта
Схемы триггеров на туннельных диодах
на одном туннельном диоде
Вольт-амперная характеристика
туннельного диода
Точки 1 и 2 соответствуют устойчивым состояниям схемы;
Точка 3 соответствует низкому уровню потенциала;
Точка 5 соответствует высокому уровню потенциала;
Точки 4 и 6 соответствуют переходному состоянию триггера
Схема триггера на тиристорах
j
БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ
* £
ч
- й
%
: *
* <1
ч
: «
: i«
: А
; I fl
fl
'fl
fl
fl
fl
'fl
fl
fl
'fl
fl
1 5
Схемы блокинг-генератора с самовозбуждением и его диаграмма
Процесс заряда конденсатора
Диаграмма напряжения на выходе схемы
Процесс разряда конденсатора
Схема ждущего блокинг-генератора и его диаграммы
fl
ii I
Я
я (I
i Г(
L
ИМПУЛЬСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
и
Виды импульсов
1 — идеальный импульс;
2 — реальный импульс
Частотные характеристики импульсного усилителя
1 — без высокочастотной коррекции;
2 — с высокочастотной коррекцией;
3 — с двойной высокочастотной коррекцией
Схема импульсного усилителя
с высокочастотной коррекцией
Схема импульсного усилителя
с низкочастотной коррекцией
СТвх
о-
Схема двухкаскадного импульсного усилителя
о
ДИОДНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ АМПЛИТУДЫ
Последовательный диодный ограничитель «снизу» с нулевым порогом ограничения
Последовательный диодный ограничитель «сверху» с нулевым порогом ограничения
Параллельные диодные ограничители с нулевым порогом ограничения
Ограничитель «снизу» с ненулевым порогом ограничения
Ограничитель «снизу»
Ограничитель «сверху»
Двухсторонний ограничитель с ненулевым тшогом ограничения
VD VD2
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ
Наименование элемента	Условное графическое обозначение элемента			Выполняемые функции	Уравнение логических связей
Дизъюнктор (элемент ИЛИ)		1	—	Логическое сложение (дизъюнкция)	Y = X1 vX2vX3 (Y = XI + Х2+ ХЗ)
Конъюнктор (элемент И)	——	&	—	Логическое умножение (конъюнкция)	Y = XI л Х2 л ХЗ (Y = XI • Х2 • ХЗ)
Инвертор (элемент НЕ)	—			Логическое отрицание (инверсия)	Y = X
Базис Пирса (элемент ИЛИ-НЕ)	—	ч		Стрелка Пирса	Y = XI >L Х2
Базис Шеффера (элемент И-НЕ)		&		Штрих Шеффера	Y = XI | Х2
Запрет		&	—	Функция запрета	Y = XI <- Х2
Импликатор	—	1		Импликация	Y = XI —» Х2
ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ (РЕЛЕЙНЫЕ АНАЛОГИ)
Логический элемент ИЛИ (дизъюнктор)
Логический элемент И (конъюнктор)
Логический элемент НЕ (инвертор)
X	О	1
Y	О	О
Логический элемент ИЛИ — ИЛИ, схема сложения по mod 2 «Исключающая ИЛИ»
ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Вх. 2 VD2 Вых.
° К - -
Диодно-резисторная схема элемента ИЛИ и ее диаграммы
Вх. 1
О—
VD1
и-
Вх. 2 VD2 Вых.
» й
VD3
Вх. 3^
°~й--------о
Диодно-резисторная схема элемента И и ее диаграммы
• В
А
VD3
Вх. 30-1<3—
t
!П
S
’ 8
в
8
Транзисторно-резисторная схема элемента ИЛИ
 ®
J В
л Й'
i й
1 б
п
J г<
(•
i i
i
1
i
Транзисторно-резисторная схема элемента И
О +^к
VT1
VT2
VT3
Вых.
XI	0	1	0	1	0	1	0	1
Х2	0	0	1	1	0	0	1	1
ХЗ	0	0	0	0	1	1	1	1
У	0	1	1	1	1	1	1	1
Транзисторно-резисторная схема элемента НЕ
Таблица
истинности
элемента НЕ
X	0	1
У	1	0
КОМБИНИРОВАННЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Диодно-транзисторная схема элемента ИЛИ-HE и диаграммы ее работы
Вых.
Вх. 1
Вх. 2
Таблица истинности
элемента ИЛИ-НЕ
XI	О	1	О	1
Х2	О	О	1	1
У	1	О	О	О
Схема элемента И-НЕ со сложным инвертором
Диодно-транзисторная схема элемента И-НЕ и ее диаграммы
Составной ключ-инвертор
Вх.
ТРИГГЕРЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Схема триггера на МДП-транзисторах с раздельными входами
Схема триггера на МДП-транзисторах со счетным входом
Схемы симметричного триггера, содержащего два инвертора
с перекрестными обратными связями
Структурная схема
Транзисторы VTA — с индуцированным каналом;
Транзисторы \/ТП — со встроенным каналом
ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Логический элемент ИЛИ-НЕ
на л-канальных
МДП-транзисторах
Логический элемент И-НЕ
на л-канальных
МДП-транзисторах
Электрические схемы простейшего инвертора
Схема на комплементарных
транзисторах
Схема на п-канальных
МДП-транзисторах
VTn — транзистор с каналом л-типа;
VTp — транзистор с каналом р-типа;
VTA — транзистор с индуцированным каналом
VTn — транзистор со встроенным каналом
ТРИГГЕРЫ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ
RS-ТРИГГЕР
□ ТРИГГЕР, РАБОТАЮЩИЙ В РЕЖИМЕ Т-ТРИГГЕРА
Схема
Условное обозначение
Таблица состояний бистабильной
ячейки на элементах И-НЕ
S	R	Q
О	О	Запрет
О	1	1
1	О	О
1	1	Режим хранения
Временные диаграммы
ТАКТИРУЕМЫЙ RS-ТРИГГЕР (RST-ТРИГГЕР)
Условное обозначение
D-ТРИГГЕР НА ОСНОВЕ RST-ТРИГГЕРА
Схема
Условное обозначение
JK-ТРИГГЕР
МУЛЬТИВИБРАТОРЫ НА ИМС
Мультивибратор на трех инверторах
Схема
Одновибратор с интегрирующей цепью задержки
Схема
Временные диаграммы
Схема мультивибратора в режиме автогенератора
С кварцевым резонатором
На двух
ДВОИЧНЫЕ СЧЕТЧИКИ
Трехразрядный суммирующий счетчик с последовательным переносом
Схема
Таблица
трехразрядных
чисел
Q1
Q2
Временные диаграммы
t
t
t
с	Q2	Q1	QO
О	0	О	О
1	О	О	1
1	0	1	О
1	О	1	1
1	1	О	О
1	1	О	1
1	1	1	О
1	1	1	1
	О	О	О
Трехразрядныи вычитающий счетчик с последовательным переносом
Схема
Таблица
трехразрядных
чисел
Временные диаграммы
с	Q2	Q1	QO
1	1	1	1
1	1	1	О
1	1	О	1
1	1	О	О
1	О	1	1
1	О	1	О
1	О	О	1
1	О	О	О
1	1	1	1

Элементы И-НЕ и И
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ СЕРИИ К155иКМ155
Триггеры (ТВ1, ТМ2, ТМ5, ТМ7)
ЛАЗ, ЛА11,
ЛА12, ЛА13
ЛА8
ТВ1
ТМ5
ТМ7
Элементы ИЛИ-HE, ИЛИ, инверторы
ЛЕ1, ЛЕ5,
ЛЕ6
ЛЛ1
ЛЕЗ
ЛН1, ЛН2,
ЛНЗ, ЛН5
ИМ1
Сумматоры
имз
Дешифраторы (ИД1, ИДЗ, ИД4)
12
1	12
идз
ИД1
ИД4
ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ СОСТАВ СЕРИИ К155ИКМ155
Счетчики
ИЕ2	ИЕ4
Мультиплексоры
С1 С2 & R0	СТ 2/12	1 2 4 8
ИЕ5
Реверсивные счетчики
ИЕ6	ИЕ7
Сдвиговый регистр
ИР1
КП2
КП5
КП7
РЕЗ
PROM
32*8
Q1
Элементы И-ИЛИ-НЕ
Запоминающие устройства
РУ2
А1
15
А2
14
АЗ
13
RAM
16*4
Ц А1
Ц_ А2
Q4 __1
Q5
Q6 -±
Q7 —-
гчо 8
4
6
А4
D1
Q1
Ц АЗ
11 А4
И А5
D2
10
D3
D4
12
3
W
5
Q2
Q3
Q4
7
9
11
РУ5
Мультиплексор
ЛР1
ЛР4
РЕЛЕ С ЭЛЕКТРОННЫМИ КОМПОНЕНТАМИ
Фотоэлектронное реле
на транзисторе
Высокочувствительное реле
—О +Ь’К
VD
Бесконтактное реле
на одном динисторе
Бесконтактное фотоэлектронное реле
на основе триггера Шмитта
т
ЗАЩИТА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Схемы выравнивания токов при параллельном включении полупроводниковых приборов
Схемы цепей, выравнивающих напряжение
при последовательном включении полупроводниковых приборов
В статическом режиме
R-i и R2 — активные делители
В переходном режиме
RC-цепи — активно-емкостные делители
С комбинированными делителями,
содержащими диоды (RCD-цепи)
Схемы ограничения амплитуды напряжения на коллекторе транзистора
при индуктивной нагрузке
Шунтирование транзистора диодом Шунтирование RC-цепью нагрузки R^
Схема сетевого
LC-фильтра
Оборудование
о
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.	Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. — СПб.: КОРОНА-принт, 2000.
2.	Электронные устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / Под ред. А.В.
Шилейко. — М.: Транспорт, 1989.
3.	Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс). — М.:
Горячая линия — Телеком, 2000.
4.	Терминологический словарь по электронной технике / Под ред. Г.Н. Грязина и И.П. Жеребцова —
СПб.: Политехника, 2001.
5.	Бодиловский В.Г. Полупроводниковые и электровакуумные приборы в устройствах автоматики,
телемеханики и связи. — М.: Транспорт, 1986.
6.	Семенов Б.Ю. Силовая электроника. — М.: СОЛОН-Р, 2001.
7.	Брамер Ю.А., Пащук И. Н. Импульсные и цифровые устройства. — М.: Высшая школа, 2003.
8.	Абрамов В.М. Микроэлектронные схемы в устройствах железнодорожной телемеханики и связи. —
М.: Транспорт, 1987.
9.	Королев Г.В. Электронные устройства автоматики. — М.: Высшая школа, 1991.
Содержание
Предисловие.........................................................................................3
Виды проводимости. Виды электронной эмиссии.........................................................4
Выпрямительный диод, р-л-переход....................................................................5
Опорные диоды (стабилитроны). Туннельные диоды. Диоды интегральных микросхем........................6
Биполярные транзисторы. Составные транзисторы.......................................................7
Полевые транзисторы. Двухбазовый диод (однопереходный транзистор). Структура и схемы
включения полевых транзисторов......................................................................8
Тиристоры ..........................................................................................9
Симисторы. Схемы коммутации тиристоров ............................................................10
Оптоэлектронные приборы ...........................................................................11
Однофазные выпрямители. Управляемый выпрямитель. Сглаживающие фильтры..............................12
Трехфазные выпрямители.............................................................................13
Схемы включения усилительных элементов. Схемы соединения двух транзисторных усилителей ............14
Схемы температурной стабилизации режима транзистора. Схемы температурной компенсации...............15
Отрицательные обратные связи в усилительных схемах. Применение операционных усилителей (ОУ) .......16
Параллельные колебательные контуры. Автогенераторы ................................................17
Электрические импульсы. Цепи преобразования импульсов. Генераторы пилообразного
и линейнонарастающего напряжений ..................................................................18
Мультивибраторы на транзисторах....................................................................19
Триггеры ..........................................................................................20
Блокинг-генераторы. Импульсные усилители...........................................................21
Диодные ограничители амплитуды.....................................................................22
Общие сведения о логических элементах. Основные логические элементы (релейные аналоги) ............23
Основные логические элементы.......................................................................24
Комбинированные логические элементы................................................................25
Триггеры на полевых транзисторах. Логические элементы на полевых транзисторах......................26
Триггеры на логических элементах ..................................................................27
Мультивибраторы на ИМС. Двоичные счетчики .........................................................28
Функциональный состав серий К155 и КМ 155 .........................................................29
Реле с электронными компонентами. Защита полупроводниковых приборов................................31
Рекомендуемая литература...........................................................................32
Учебное издание
Галина Николаевна Акимова
ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА
Учебное иллюстрированное пособие
для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта
Редактор НА. Балакин
Корректор Н.М. Васенева, О.Н. Масловская
Компьютерное оформление К.А. Соломенцев
ГУП «Московская типография №2»
Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.
129085, г. Москва, пр-кт Мира, 105. Тел.: 682-24-91.
Изд. лиц. ИД №04598 от 24.04.2001 г.
Подписано в печать 25.05.2005 г.
Формат 60x84/4. Усл.-печ. л. 14,88. Тираж 2500 экз. Заказ № 1045.
УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте
Издательство «Маршрут»
107078, Москва, Басманный пер., д. 6