Одной из характернейших особенностей развития нау­ки и техники нашего века является развитие электроники. Без электронных устройств ныне не может существовать ни одна отрасль промышленности, транспорта, связи. Уси­ленное развитие и применение электроники стимулируются решениями съездов КПСС, постановлениями правительства СССР. Проблемы электроники обсуждаются на представи­тельных и авторитетных всесоюзных и международных на­учных конференциях. Достижения электроники влияют не только на экономическое развитие нашего общества, но и на социальные процессы, распределение рабочей силы, образование, электронные устройства, все шире применя­ются в быту.

Что же такое электроника ? Это отрасль науки и техни­ки, занимающаяся изучением физических основ функцио­нирования, исследованием, разработкой и применением приборов, работа которых основана на протекании элект­рического тока в твердом теле, вакууме и газе. Такими приборами являются полупроводниковые (протекание тока в твердом теле), электронные (протекание тока в вакууме) и ионные (протекание тока в газе) приборы. Главное мес­то среди них в настоящее время занимают полупроводни­ковые приборы. Общим свойством всех названных прибо­ров является то, что они являются существенно нелиней­ными элементами , нелинейность их вольт-амперных характеристик, как правило, является признаком, опреде­ляющим важнейшие их свойства.

Промышленная электроника - это часть электроники, занимающаяся применением полупроводниковых, электрон­ных и ионных приборов в промышленности. Несмотря на различие областей применения и многообразие режимов работы промышленных электронных устройств, они стро­ятся на основе общих принципов и состоят из ограниченно­го числа функциональных узлов. Общие принципы постро­ения этих функциональных узлов-электронных схем - и рассматривает промышленная электроника.

Промышленная электроника делится на две обширные области:

1. Информационная электроника , занимающаяся уст­ройствами для передачи, обработки и отображения ин­формации. Усилители сигналов, генераторы напряжений различной формы, логические схемы, счетчики, индикаторные устройства и дисплеи вычислительных машин - все это устройства информационной электроники. Характерными чертами современной информационной электро­ники являются сложность и многообразие решаемых задач, высокое быстродействие и надежность. Информационная электроника в настоящее время неразрывно связана с применением интегральных микросхем, развитие и совершен­ствование которых в главной мере определяет уровень раз­вития этой отрасли электронной техники.

2. Энергетическая электроника (преобразовательная техника ), занимающаяся преобразованием одного вида электрической энергии в другой. Почти половина электро­энергии, производимой в СССР, потребляется в виде по­стоянного тока или тока нестандартной частоты. Большая часть преобразований электрической энергии в настоящее время выполняется полупроводниковыми преобразовате­лями. Основными видами преобразователей являются вы­прямители (преобразование переменного тока в постоян­ный), инверторы (преобразование постоянного тока в пе­ременный), преобразователи частоты, регулируемые преобразователи постоянного и переменного напряжений.

Развитие электроэнергетики и электротехники тесно связано с электроникой. Сложность процессов в энергоси­стемах, высокая скорость их протекания потребовали ши­рокого внедрения для расчета режимов и управления про­цессами электронных вычислительных машин (ЭВМ), свя­занных с системой сложными электронными устройствами и снабженных развитыми устройствами для отображения информации. Основные процессы производства автомати­зируются на основе современных устройств информацион­ной электроники, в которых в последние годы широко при­меняются интегральные микросхемы и микропроцессоры. Не менее тесно связана с энергетикой и электромеханикой энергетическая электроника. Полупроводниковые преобра­зователи электрической энергии являются одним из основ­ных нагрузочных элементов сетей, их работа во многом определяет режимы работы сетей. Вентильные преобразо­ватели используются для питания электроприводов и электротехнологических установок, для возбуждения синхрон­ных электрических машин и в схемах частотного пуска гидрогенераторов. На основе полупроводниковых вентиль­ных преобразователей созданы линии электропередач по­стоянного тока большой мощности и вставки постоянного тока.

Таким образом, электронные устройства являются важ­ными и весьма сложными компонентами энергетических и электромеханических установок и систем, и для их соз­дания необходимо привлекать специалистов в области про­мышленной электроники, автоматики и вычислительной техники. Однако инженеры, специализирующиеся в обла­сти электроэнергетики и электротехники, не могут устра­ниться от решения вопросов, связанных с электроникой. Во-первых, они должны уметь четко сформулировать зада­чу для разработчика электронных схем и представлять те трудности, с которыми может столкнуться разработчик. Не полно заданные требования могут привести к созданию неработоспособного устройства, а неоправданное завыше­ние требований - к повышению стоимости и снижению надежности электронного оборудования. Для того чтобы говорить с разработчиком электронной аппаратуры на од­ном языке, надо отчетливо представлять себе, что может выполнить электроника и какой ценой и какими способа­ми это достигается. Последнее необходимо также для ква­лифицированного выбора оборудования, выпускаемого промышленностью.

Во-вторых, возникает необходимость грамотной эк­сплуатации электронных устройств. В-третьих, инженеры-электрики принимают активное участие в работах по мон­тажу и наладке оборудования, в том числе электроники. В-четвертых, проектирование ряда энергетических устано­вок, в том числе линий передач постоянного тока, требует совместной работы специалистов по энергетике и преобра­зовательной технике.

Все это требует больших знаний в области промышлен­ной электроники. Основу этих знаний закладывает изуче­ние курса "Промышленная электроника". В нем изложе­ны сведения о современных схемах информационной и энер­гетической электроники. Курс поможет принятию грамот­ных решений в инженерной практике. Однако не следует переоценивать результат проработки этого курса: в нем даны только основные решения, наиболее типовые и рас­пространенные варианты. Для сохранения и постоянного повышения своей инженерной квалификации инженер дол­жен регулярно следить за научной литературой. Особенно это касается такой бурно изменяющейся области, как про­мышленная электроника. Инженер должен сознавать огра­ниченность своих знаний и не пытаться принимать реше­ний в той области, где его компетенция ограничена. Поэтому одной из задач курса является подготовка к чтению специальной литературы в области схемотехнической элек­троники.

Многие важнейшие проблемы науки и техники возни­кают на стыках наук. Электроника, электротехника и энер­гетика ныне соприкасаются очень близко, требуют совмест­ной работы ученых и инженеров, больших знаний в смеж­ных областях. Для многих инженеров наш курс будет только первым шагом в проблеме электроники.

Электронная техника непрерывно развивается, каждую задачу можно решить на основе различных схемных вари­антов: можно построить схему на дискретных компонен­тах, можно выполнить ее на интегральных микросхемах, применить микропроцессорный комплект, провести обра­ботку информации в цифровом или аналоговом виде. Ка­кое решение выбрать? В конечном счете все решает эконо­мический анализ, и принятие неверного решения (скажем, отказ от использования микросхем) может не помешать решению локальной технической задачи, но в итоге ока­жется убыточным для народного хозяйства: увеличится стоимость оборудования, или возрастет стоимость его эк­сплуатации, или уменьшится срок службы. Почти каждый инженер на своем месте воздействует па техническую по­литику в своей области и при разработке и отстаивании технических решений должен выступать не только как спе­циалист, но и как гражданин.

В общем курсе "Промышленная электроника" исполь­зуется весьма простой математический аппарат. Его упро­щение связано со стремлением четче выявить основные за­кономерности, присущие электронным схемам. Но и этот аппарат дает возможность квалифицированного определе­ния основных параметров и характеристик электронных узлов. Овладение расчетными приемами является обяза­тельным при изучении курса, поэтому среди контрольных вопросов к разделам учебника много расчетных задач, ре­шение которых порой требует не только простой подста­новки данных в формулы, но и размышлений над этими формулами. Эти расчетные задачи"-первый шаг в овла­дении методами анализа и синтеза электронных схем, для расчета которых современная наука разработала серьез­ный математический аппарат, позволяющий создать систе­мы автоматизированного проектирования (САПР) элект­ронных узлов.

Название: Основы промышленной электроники
Герасимов В. Г.
Издательство: Высшая школа
Год: 1986
Страниц: 336
Формат: PDF
Размер: 33,3 МБ
Качество: Хорошее

Предисловие
Введение
Глава 1. Полупроводниковые приборы
§1.1. Электропроводность полупроводников, образование и свойства p -n -перехода
§1.2. Классификация полупроводниковых приборов
§1.3. Полупроводниковые резисторы
§1.4. Полупроводниковые диоды
§1.5. Биполярные транзисторы
§1.6. Полевые транзисторы
§1.7. Тиристоры
§1.8. Общетехнические и экономические характеристики и система обозначений полупроводниковых приборов
Глава 2. Интегральные микросхемы
§2.1. Общие сведения
§2.2. Технология изготовления интегральных микросхем
§2.3. Гибридные интегральные микросхемы
§2.4. Полупроводниковые интегральные микросхемы
§2.5. Параметры интегральных микросхем
§2.6. Классификации интегральных микросхем по функциональному назначению и система их обозначении
Глава 3. Индикаторные приборы
§3.1. Общая характеристика и классификация индикаторных приборов
§3.2. Электронно-лучевые индикаторы
§3.3. Газоразрядные индикаторы
§3.4. Полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы
§3.5. Вакуумно-люминесцентные и прочие виды индикаторов
§3.6. Система обозначений индикаторных приборов
Глава 4. Фотоэлектрические приборы
§4.1. Общие сведения
§4.2. Фоторезисторы
§4.3. Фотодиоды
§4.4. Специальные полупроводниковые фотоэлектрические приборы
§4.5. Электровакуумные фотоэлементы
§4.5. Фотоэлектронные умножители
§4.7. Оптоэлектронные приборы
§4.8. Система обозначении фотоэлектрических приборов
Глава 5. Усилительные каскады
§5.1. Общие сведения
§5.2. Усилительный каскад с общим эмиттером
§5.3. Температурная стабилизация усилительного каскада с общим эмиттером
§5.4. Усилительные каскады с общим коллектором и с общей базой
§5.5. Усилительные каскады на полевых транзисторах
§5.6. Режимы работы усилительных каскадов
Глава 6. Усилители напряжения и мощности
§6.1. Усилители напряжения с резистивно-емкостной связью
§6.2. Обратные связи в усилителях
§6-3. Усилители постоянного тока
§6.4. Операционные усилители
§6.5. Избирательные усилители
§6.6. Усилители мощности
Глава 7. Электронные генераторы гармонических колебании
§7.1. Общие сведения
§7.2. Условия самовозбуждения автогенераторов
§7.3. LC -автогенераторы
§7.4. RC -автогенераторы
§7.5. Автогенераторы гармонических колебаний па элементах с отрицательным сопротивлением
§7.6. Стабилизация частоты в автогенераторах
Глава 8. Импульсные и цифровые устройства
§8.1. Общая характеристика импульсных устройств. Параметры импульсных сигналов
§8.2. Электронные ключи и простейшие формирователи импульсных сигналов
§8.3. Логические элементы
§8.4. Триггеры
§8.5. Цифровые счетчики импульсов
§8.6. Регистры, дешифраторы, мультиплексоры
§8.7. Компараторы и триггеры Шмитта
§8.8. Мультивибраторы и одновибраторы
§8.0. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)
§8.10. Селекторы импульсов
§8.11. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователя (ЦАП и АЦП)
§8.12.. Микропроцессоры и микро-ЭВМ
Глава 9. Источники вторичного электропитания электронных устройств
§9.1. Общие сведения
§9.2. Классификация выпрямителей
§9.3. Однофазные и трехфазные выпрямители
§9.4. Сглаживающие фильтры
§9.5. Внешние характеристики выпрямителей
§9.6. Стабилизаторы напряжения и тока
§9.7. Умножители напряжения
§9.8. Управляемые выпрямители
§9.9. Общие сведения о преобразован - елях постоянного напряжения в переменное
§9.10. Инверторы
§9.11. Конверторы
§9.12. Перспективы развития вторичных источников электропитания
Глава 10. Электронные измерительные приборы
§10.1. Общая характеристика электронных измерительных приборов
§10.2. Электронные осциллографы
§10.3. Электронные вольтметры
§10.4. Измерительные генераторы
§10.5. Электронные частотомеры, фазометры и измерители амплитудно-частотных характеристик
Глава 11. Применение электронных устройств в промышленности
§11.1. Области применения электронных устройств
§11.2. Электронные устройства для контроля механических величин
§11.3. Электронные устройства для контроля тепловых величии
§11.4. Электронные устройства для контроля акустических величии
§11.5. Электронные устройства для контроля оптических величии
§11.6. Электронные устройства для контроля состава и свойств веществ
§11.7. Электронные устройства для дефектоскопического контроля
§11.8. Основные принципы конструирования электронных устройств
Заключение
Приложения
Приложение I. Активные элементы электронных устройств
Приложение II. Пассивные элементы электронных устройств
Приложение III. Классификация и элементы условных обозначений интегральных микросхем по функциональному назначению
Приложение IV. Операционные усилители
Литература
Предметный указатель

Скачать Основы промышленной электроники

Основы промышленной электроники: Учебник для неэлектротехнических специальностей вузов/В. Г. Герасимов, О. М. Князьков, А. Е. Краснопольский, В. В. Сухоруков, Под ред. В. Г. Герасимова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1986. - 336 с., ил.
В книге изложены физические основы, принципы действия, конструкции и характеристики дискретных полупроводниковых приборов и приборов визуальной индикации; описаны типовые узлы современных электронных устройств и т. д. В 3-ем издании (2-е - 1978 г.) основное внимание уделено применению интегральных микросхем, введен материал по приборам визуальной индикации, оптоэлектронике, микропроцессорам, расширены сведения о цифровой технике.

Оглавление:
Предисловие.
Введение.
Полупроводниковые приборы.
Электропроводность полупроводников, образование и свойства р-п перехода.
Классификация полупроводниковых приборов.
Полупроводниковые резисторы.
Полупроводниковые диоды.
Биполярные транзисторы.
Полевые транзисторы.
Тиристоры.
Общетехнические и экономические характеристики и система обозначений полупроводниковых приборов.
Интегральные микросхемы.
Общие сведения.
Технология изготовления интегральных микросхем.
Гибридные интегральные микросхемы.
Полупроводниковые интегральные микросхемы.
Параметры интегральных микросхем.
Классификация интегральных микросхем по функциональному назначению и система их обозначений.
Индикаторные приборы.
Общая характеристика и классификация индикаторных приборов.
Электронно-лучевые индикаторы.
Газоразрядные индикаторы.
Полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы.
Вакуумно-люммпесцептиые и прочие виды индикаторов.
Система обозначений индикаторных приборов.
Фотоэлектрические приборы.
Общие сведения.
Фоторезисторы.
Фотодиоды.
Специальные полупроводниковые фотоэлектрические приборы.
Электровакуумные фотоэлементы.
Фотоэлектронные умножители.
Оптоэлектроппые приборы.
Система обозначений фотоэлектрических приборов.
Усилительные каскады.
Общие сведения.
Усилительный каскад с общим эмиттером.
Температурная стабилизация усилительного каскада с общим эмиттером.
Усилительные каскады с общим коллектором и с общей базой.
Усилительные каскады на полевых транзисторах.
Режимы работы усилительных каскадов.
Усилители напряжения и мощности.
Усилители напряжения с резистивно-емкостной связью.
Обратные связи в усилителях.
Усилители постоянного тока.
Операционные усилители.
Избирательные усилители.
Усилители мощности.
Электронные генераторы гармонических колебаний.
Общие сведения.
Условия самовозбуждения автогенераторов.
LC-автогеператоры.
RС- автогенераторы.
Автогенераторы гармонических колебании па элементах с отрицательным сопротивлением.
Стабилизация частоты в автогенераторах.
Импульсные и цифровые устройства.
Общая характеристика импульсных устройств. Параметры импульсных сигналов Электронные ключи и простейшие формирователи импульсных сигналов.
Логические элементы.
Триггеры.
Цифровые счетчики импульсов.
Регистры, дешифраторы, мультиплексоры.
Компараторы и триггеры Шмитта.
Мультивибраторы; и одновибраторы.
Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН).
Селекторы импульсов.
Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи (ЦАП и АЦП).
Микропроцессоры и микро-ЭВМ.
Источники вторичного электропитания электронных устройств.
Общие сведения.
Классификация выпрямителей.
Однофазные и трехфазные выпрямители.
Сглаживающие фильтры.
Внешние характеристики выпрямителей.
Стабилизаторы напряжения и тока.
Умножители напряжения.
Управляемые выпрямители.
Общие сведения о преобразователях постоянного напряжения в переменное.
Инверторы.
Конверторы.
Перспективы развития вторичных источников электропитания.
Электронные измерительные приборы.
Общая характеристика электронных измерительных приборов.
Электронные осциллографы.
Электронные вольтметры.
Измерительные генераторы.
Электронные частотомеры, фазометры и измерители амплитудно-частотных характеристик.
Применение электронных устройств в промышленности.
Области применения электронных устройств.
Электронные устройства для контроля механических величин.
Электронные устройства для контроля тепловых величин.
Электронные устройства для контроля акустических величин.
Электронные устройства для контроля оптических величии.
Электронные устройства для контроля состава и свойств веществ.
Электронные устройства для дефектоскопического контроля.
Основные принципы конструирования электронных устройств.
Заключение.
Приложения.
Литература.
Предметный указатель.

В книге изложены физические основы, принципы действия, конструкции и характеристики дискретных полупроводниковых приборов и приборов визуальной индикации; описаны типовые узлы современных электронных устройств и т. д.

Предисловие
Введение
Глава 1. Полупроводниковые приборы
§1.1. Электропроводность полупроводников, образование и свойства p -n -перехода
§1.2. Классификация полупроводниковых приборов
§1.3. Полупроводниковые резисторы
§1.4. Полупроводниковые диоды
§1.5. Биполярные транзисторы
§1.6. Полевые транзисторы
§1.7. Тиристоры
§1.8. Общетехнические и экономические характеристики и система обозначений полупроводниковых приборов
Глава 2. Интегральные микросхемы
§2.1. Общие сведения
§2.2. Технология изготовления интегральных микросхем
§2.3. Гибридные интегральные микросхемы
§2.4. Полупроводниковые интегральные микросхемы
§2.5. Параметры интегральных микросхем
§2.6. Классификации интегральных микросхем по функциональному назначению и система их обозначении
Глава 3. Индикаторные приборы
§3.1. Общая характеристика и классификация индикаторных приборов
§3.2. Электронно-лучевые индикаторы
§3.3. Газоразрядные индикаторы
§3.4. Полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы
§3.5. Вакуумно-люминесцентные и прочие виды индикаторов
§3.6. Система обозначений индикаторных приборов
Глава 4. Фотоэлектрические приборы
§4.1. Общие сведения
§4.2. Фоторезисторы
§4.3. Фотодиоды
§4.4. Специальные полупроводниковые фотоэлектрические приборы
§4.5. Электровакуумные фотоэлементы
§4.5. Фотоэлектронные умножители
§4.7. Оптоэлектронные приборы
§4.8. Система обозначении фотоэлектрических приборов
Глава 5. Усилительные каскады
§5.1. Общие сведения
§5.2. Усилительный каскад с общим эмиттером
§5.3. Температурная стабилизация усилительного каскада с общим эмиттером
§5.4. Усилительные каскады с общим коллектором и с общей базой
§5.5. Усилительные каскады на полевых транзисторах
§5.6. Режимы работы усилительных каскадов
Глава 6. Усилители напряжения и мощности
§6.1. Усилители напряжения с резистивно-емкостной связью
§6.2. Обратные связи в усилителях
§6-3. Усилители постоянного тока
§6.4. Операционные усилители
§6.5. Избирательные усилители
§6.6. Усилители мощности
Глава 7. Электронные генераторы гармонических колебании
§7.1. Общие сведения
§7.2. Условия самовозбуждения автогенераторов
§7.3. LC -автогенераторы
§7.4. RC -автогенераторы
§7.5. Автогенераторы гармонических колебаний па элементах с отрицательным сопротивлением
§7.6. Стабилизация частоты в автогенераторах
Глава 8. Импульсные и цифровые устройства
§8.1. Общая характеристика импульсных устройств. Параметры импульсных сигналов
§8.2. Электронные ключи и простейшие формирователи импульсных сигналов
§8.3. Логические элементы
§8.4. Триггеры
§8.5. Цифровые счетчики импульсов
§8.6. Регистры, дешифраторы, мультиплексоры
§8.7. Компараторы и триггеры Шмитта
§8.8. Мультивибраторы и одновибраторы
§8.0. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)
§8.10. Селекторы импульсов
§8.11. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователя (ЦАП и АЦП)
§8.12.. Микропроцессоры и микро-ЭВМ
Глава 9. Источники вторичного электропитания электронных устройств
§9.1. Общие сведения
§9.2. Классификация выпрямителей
§9.3. Однофазные и трехфазные выпрямители
§9.4. Сглаживающие фильтры
§9.5. Внешние характеристики выпрямителей
§9.6. Стабилизаторы напряжения и тока
§9.7. Умножители напряжения
§9.8. Управляемые выпрямители
§9.9. Общие сведения о преобразован - елях постоянного напряжения в переменное
§9.10. Инверторы
§9.11. Конверторы
§9.12. Перспективы развития вторичных источников электропитания
Глава 10. Электронные измерительные приборы
§10.1. Общая характеристика электронных измерительных приборов
§10.2. Электронные осциллографы
§10.3. Электронные вольтметры
§10.4. Измерительные генераторы
§10.5. Электронные частотомеры, фазометры и измерители амплитудно-частотных характеристик
Глава 11. Применение электронных устройств в промышленности
§11.1. Области применения электронных устройств
§11.2. Электронные устройства для контроля механических величин
§11.3. Электронные устройства для контроля тепловых величии
§11.4. Электронные устройства для контроля акустических величии
§11.5. Электронные устройства для контроля оптических величии
§11.6. Электронные устройства для контроля состава и свойств веществ
§11.7. Электронные устройства для дефектоскопического контроля
§11.8. Основные принципы конструирования электронных устройств
Заключение
Приложения
Приложение I. Активные элементы электронных устройств
Приложение II. Пассивные элементы электронных устройств
Приложение III. Классификация и элементы условных обозначений интегральных микросхем по функциональному назначению
Приложение IV. Операционные усилители
Литература
Предметный указатель