Lösungen der Übungsaufgaben

A Grundlagen der Elektrotechnik

o 0 I 1 A Ü A.I-I: I=Noe,N=-= =6,24·1018 S- I •

e 1,602 . 10-19 As

Ü A.I-2: U12 = 'PI - Cfh, 'PI = Cfh + UI2 = - 9 V.

I U Ü A.I-3: R20 = P20- = 1,81 n,Rso = R20 (I + a· 30 K) = 2,03 n, 120 = - = 1,65 A,

A R20

U Iso = - = 1,48 A, P20 = 120 • U= 4,96 W, Pso = Iso· U= 4,44 W.

Rso

Ü A.I-4: Weil an den Eckpunkten keine Ströme zu- oder abfließen ist der Strom in der Masche konstant. Strom I soll im Gegenuhrzeigersinn umlaufen, Maschen­regel: U ql + IR I + IR2 + IR3 - U q3 + IR4 = 0, daraus ergibt sich der Strom

1 _- Uq3 - U ql -250mA.

RI +R2 +R3 +R4

Der willkürlich gewählte Umlauf sinn war falsch, der Strom läuft im Uhr­zeigersinn um. Potential an Spannungsquelle 3: C{J3 = (f't, + Uq3 + IR2 = + 7,5 V.

Ü A.2-1: a) R i = Ut/IK = 3,21 n, b) Spannung am Verbraucher: U = Us - IRi ;;:: 8 V,

Us - U 8 V I~-- = 0,405 A, Ra ;;::-- = 19,7 n.

R i 0,405 A

Ü nUs A.2-2: a) 1= = 457 mA,

Ra + nRi

Us b) 1= = 47,9 mA,

Ra + RJn

nUs c) 1=---

mit n = 2 und m = 5 ergibt sich: I = 95,6 mA, mit n = 5 und m = 2: I = 237 mA.

378 Lösungen der übungsaufgaben

Ü A.2-3: Stern-Dreieck-Transformation nach GI. (A-49) bis (A-51): R1 = 40 n,R2 = 20 n, R3 = 20 n. Im neuen Ersatzschaltbild ist in Reihe zu R1 eine Parallelschaltung von R2 und R24 mit R3 und R43 • Widerstand der Parallelschaltung Rp = 58,3 n, Gesamtwiderstand R14 = 98,3 n.

. UL R2 + RL Spannungstellerregel: - = ------, mit

Uo R2RL R1 +R3+-­

R2 +Rr.

Daraus folgt für die Spannung am Lastwiderstand:

Uo UL = --:------:-~--.,------,--=;-

(~+f)[I+~ (~-f)J' 1+---------

1 x 2

dies ist die Gleichung der Kennlinie in Bild A-19.

Spezielle Stellungen: Ur.{x = 0) = 5,65 V, Ur.{x = l/2) = 0, Ur.{x = 1) = - 7,38 V. Für RL = 00 ergibt sich eine lineare Abhängigkeit:

UL = Uo ( ~ - f) . Ü A.2-5: Nach GI. (A-56) ist Rv,l = 1,5 kn, Rv, 2 = 6 kn und Rv, 3 = 13,5 kn.

U U Ü A.2-6: Rx = - - Ri A = 330 n, Näherungswert: Rx "" - = 333 n, relativer Fehler: 0,9 %.

I ' I

Ü A.3-1: Feldstärke im Zentrum herrührend von Ladung Ql:

~ V V EI = ---2 = 998,6 -, nach links, entsprechend ist E2 = 1997,3 -,

4rrEQT m m

V V nach oben; E3 = 2995,9 - , nach links; E4 = 3994,6 - , nach oben;

m m durch vektorielle Addition folgt für die resultierende Feldstärke:

( - 3995)V V E = -, lEI = 7201-, Richtung: a = 123,7°.

5991 m m

CC Ü A.3-2: a) Gesamtkapazität Cges = _1_2_ + C3 = 2,333 JlF,

Cl + C2

Gesamtladung Qges = Cges Us = 256,7 . 10- 6 C.

Lösungen der Übungsaufgaben 379

b) Q3 = C3 Us = 110.10- 6 C, Cl und C2 tragen dieselbe Ladung (gleicher Ver­schiebungsstrom) Ql = Q2 = Qges - Q3 = 146,7.10- 6 C; Spannungen: U3 = Us = 110 V, Ul = QI/CI = 73,3 V, U2 = Qz/Cz = 36,7 V.

U c) Ladestrom: i(t) =~ e- tlr mit

R r= RCges = 2,333 ms, i(t) = 0,11 A e- t/2,333ms.

1 d) Wc =- Cges Ul=14,12mJ.

2

e) Beim Laden wird nicht nur das elektrische Feld aufgebaut sondern auch Verlustwärme im Widerstand erzeugt:

WR = I i 2 R dt = 14,12 mJ, Gesamtenergie Ws = 28,24 mJ. o

Ü AA-l: Durchflutungsgesetz auf Feldlinie mit Radius r angewandt:

I I 2 rr rH = j rr r 2 mit der Stromdichte j = --z ' damit gilt: H = --2 . r .

rrR 2 rrR

NI A Ü A.4-2: H = - = 4.106 -, B = PoH = 5,03 T.

1 m

mv2 Ü AA-3: Kräftegleichgewicht zwischen Lorentzkraft mit Zentrifugalkraft - = c vB

r mv

liefert für den Radius: r = - = 7,11 cm; cB

cB Umlauffrequenz: f = --= 22,4 MHz.

2rrm

NIs Ü A.4-4: Flußdichte im Innern: B = 110 - = 15,7 mT, Kraft: F = Bhi L = 2,35 mN.

Is

Ü AA-5: Für die Durchflutung gilt e = f[J (~+~) = 89 A + 2984 A = 3073 A, A pFe Apo

Strom: I = eIN = 0,768 A.

o~ ~ . Ü AA-6: Scherungsgerade: BM = - Po -- . HM = - 1,285 . 10- 5 - • HM ; durch Elll-

yIL Am

Ü AA-7:

tragen der Scherungsgerade in das Diagramm der Entmagnetisierungskurve (Bild A-39) folgt der Arbeitspunkt HM = - 25 kA/m und BM = 0,32 T. Fluß­dichte im Luftspalt: BL = BMlo= 0,21 T.

NI A Feldstärke H = - = 2500 - , Flußdichte aus Bild A-35: B = 1,57 T, Zugkraft

1 m B2 A

bei zwei Flächen: F = 2 -- = 785 N. 2po

380 Lösungen der Übungsaufgaben

Ü A.4-8: Induktionsspannung: Uind = v BI, Induktionsstrom: lind = Uind/ R, Bremskraft: B2F

P = lindlB = -. v, s. GI. (A-1l7). R

N 2JloA L Ü A.4-9: Induktivität: L = -1- = 0,0251 H, Zeitkonstante: r = R = 1,14 ms,

Us Endwert des Stromes: 1= = - = 0,545 A,

R

Zeitfunktion: i (t) = 0,545 A (1 - e-tll ,14 ms),

1 1 Energie: = - HB . AI = - LI;' = 3,73 mJ.

2 2

Ü A.5-1: a) il = 0, 2 T/2

b) Uh = - f u dt = u , T 0

c) lill=u,

d) U = J ~ f u2 dt = u, u

e) ks = - = 1, U

U U f) Pg = -I -I = 1, Ph = - = 1.

U Uh

Ü A.5-2: 111 = 24 V eio = 24 V, 112 = 12 Ve irr/4 = 8,485 V + j. 8,485 V;

a) 11 = 111 -112 = 15,51 V - j 8,49 V,

b) U= 17,68 V, qJu = -28,67°.

1 Ü A.5-3: a) C = - = 5,54 flF,

Uw

1 b) Xe =- wC=-5750,

1 c) Be = wC= --= 1,74mS,

Xc

d) Wirkleistung P = 0, Blindleistung Q = Xe 12 = - B U2 = - 92 var, Leistungsfaktor cos qJ = 0, Blindfaktor sin qJ = - 1.

Ü A.5-4: a) U

Scheinwiderstand: Z = - = 78 0, aus Z = ..; R2 + Xi folgt 1

XL = ";Z2_ R 2 = 72 0, damit ergibt sichZ = R+ j XL = 30 O+j 720 = 780 e i 1,18, Phasenwinkel qJ = 1,18 rad = 67,4°.

1 . b) X=Z= 12,8mS·e- J1,18=4,93mS-j 1l,8mS.

Lösungen der übungsaufgaben 381

Ü A.5-5: Bp = wC = 1,57l mS, Gp = lIRp = 10 mS,

Gp Rr = -2--2 = 97,6 n,

Gp+Bp

Bp 1 Xr = -2--2 = - 15,33 n, Cr = - - = 2081lF.

Gp + Bp wXr

Ü A.5-6: Widerstand der Reihenschaltung RdC1: ZI = R1 - -j-, Widerstand der wC1

1 1 .. Parallelschaltung R21C2 : Zz = - = . ; nach Spannungsteilersatz gilt:

.L G2 + JwC2

Jb Zz 1 1 1 -=-- , alsoistJb= U·---11 ZI +Zz 1 +ZdZz 1 +ZI·.L - 1 +ZI·.L

Zahlenwerte: ZI = 9 kn - j 7,955 kn = 12,01 kn e- i 0,72\ .L = 8,333 . 10- 5 S + j 6,283 . 10- 5 S = 1,044 . 10- 4 S ei 0,646, ZI· .L = 1,254 e- i 0,0778 = 1,25 - j 0,0974.

12 V 12 V Jb = 5,32 V + j 0,23 V = 5,33 V ei 0,0433,

1 + 1,25 - j ·0,0974 2,25 - j . 0,0974

U2 = 5,33 V, CPU2 = 0,0433 rad = 2,48°.

o A.5-7: Aus GI. (A-216) folgt mit P = -Q-: tan cp = tan 'Pv (1 - WCU2) = 0,115 und

cp = 6,54°, cos cp = 0,993. tan'Pv Q

Ü A.5-8: U 24V

a) [= ~ 2 ( 1 )2 = ''';=1O=0~2 +==:=(9=4=,2=5=-=6==77=,3=::)=<"2 n-=-R + wL--

wC

40,6mA.

1 b) Resonanzfrequenz fo = .iT7" = 134 Hz, [max = U/R = 240 mA.

2nvLC

1~ c) Güte Q = - - = 2,526, Umax = 24 V . 1,526 = 60,6 V. R C

Ü A.5-9: Leitwert der Parallelschaltung: Yp = j wC - L = j (WC - _1_), Widerstand der wL wL

1 j Parallelschaltung: Zp = y: = - l'

-p wC--wL

Gesamtwiderstand der Schaltung:

Z = R - j 1 ; Z (w = 0) = R, z: (w = wo) = R ± j 00,

wC--wL

Z(w = 00) = R. Die Ortskurve ist in der komplexen Ebene eine Gerade paral­lel zur imaginären Achse durch den Punkt RIO.

382 Lösungen der Übungsaufgaben

.. . Ulk U A.5-10: a) KurzschlußImpedanz Zk = - = 23 n,

I 1N

b) relative Kurzschlußspannung

Ulk I 1N Uk = - = 0,1 = 10%, Dauerkurzschlußstrom I kN = - = 10 A,

~N ~ Pik

c) Kurzschlußwiderstand Rk = -2- = 10 n, I 1N

d) Kurzschlußreaktanz Xk = Y Zt;. - Rt;. = 20,7 n,

e) f:,.U' = UR COS CP2 + Ux sin cpz, cpz = 0, UR = IlN Rk = 10 V, damit wird f:,.U' = 10 V und mit dem Übersetzungsverhältnis ü = 9,58 ergibt sich f:,.U = f:,.U'lü = 1,04 V. Die Ausgangsspannung unter Last ist damit U2 = 23 V.

f) Verlustleistung Pv = PlO + Pik = 12,5 W, abgegebene Leistung P2 = U2 I2

= 207 W, aufgenommene Leistung PI = P2 + Pv = 219,5 W, Wirkungsgrad TZ = PzIPl = 94,3%.

Ü A.6-1: a) Strangspannung Uy = 230 V, Sternstrom Iy = UylR = 0,697 A "" 0,7 A.

Ü A.6-2:

Ü A.6-3:

b) Leiterstrom 1= Iy = 0,7 A.

c) Neutralleiterstrom IN = 0 (symmetrischer Anschluß).

d) Wirkleistung P = Y3 U 1= 483 W, oder PSlr = UlIR = 160 W, P = 3 PSlr

= 480 W.

P a) Aus P = Y3 U I folgt der Leiterstrom I = ~ = 10,4 A und

v3 U I

der Strangstrom h = Y3 = 6 A.

b) Ist beispielsweise Stab 2 durchgebrannt (Bild A-89), dann liegt an Rl und R3 unverändert 400 V. Die Ströme h2 und 131 sind dieselben wie oben, nämlich h = 6 A. Die Leistung pro Stab bleibt gleich, die Gesamtleistung ist P = } . 7,2 kW = 4,8 kW.

Un U23 .--In = - = 0,4 A; Iz3 = - mIt Zz = YR~ + X~ = 524 n, 123 = 0,763 A, R l Z

wL Phasenwinkel cpz = arctan - = 17,4°;

R2

U3l --131 = - mit Z3 = YRJ + XJ = 815 n, hl = 0,491 A,

Z3

1 Phasenwinkel CP3 = arctan - = - 23°; aus einem Zeigerdiagramm der

R3 wC3

Ströme erhält man für die Strangströme 11 = lId = IIn - hll = 0,845 A, Iz= II21 = Ib-I121 = 1,09A, h= II31 = Ihl-bl = 0,829 A.

1 Ü A.7-1: p = --= 1,3 ncm.

enAPp

RA 1 cmz Ü A.7-2: p = -1- = 5 ncm, Pn = penD = 1248 Vs

Lösungen der Übungsaufgaben 383

( Halbleitertechnik

Ü C.7-1: Us - Up dlp 1

a) Flußstrom: lp = --, Ableitung: -- = - , wenn Up '" const., damit ist Ry dUs Ry

L'lUs M p L'llp '" -- = - 1,36 mA und - '" - 6,1 %. Aus dem Diagramm wird abge-

Ry lp lesen lp '" 22,4 mA, die Flußspannung an der Diode ist damit Up = Us - lp Ry

= 1,61 V.

b) Für gleichbleibenden Diodenstrom muß der Vorwiderstand sein: Us - UF

Ry =--= 151 n. lp

Ü C.7-2: a) DieWiderstandsgerade in Bild C-75b) ist bereits gezeichnet für RL = 33 kn. Der Fotostrom wird abgelesen zu I ph = 85 flA.

b) Spannung am Lastwiderstand UL = Iph RL = 2,81 V.

Ü C.7-3: a) 60 n b) Rl

1° c) Cl

~D d) Rl = 30 n, Rz = 30 n, Cl = 2 nF

e) Rl = 33 n, Rz = 27 n, Cl = 2.2 nF

Ü C.7-4: a) Die Numerische Apertur ist der Sinus des Akzeptanzwinkels

b) AN = 0,47

c) 27,8°

d) es handelt sich um einen Kunststofflichtwellenleiter (POF)

Ü C.7-5: Unter Monomodefaser versteht man einen Lichtwellenleiter, der nur eine Mode übertragen kann.

Ü C.7-6: a) 2 dB bei minimaler Ansteuerleistung des Senders, b) 1 dB bei maximaler Ansteuerung des Senders; c) die maximale Entfernung ergibt sich aus der maximalen Sendeleistung

und der minimalen Empfindlichkeit. Für diesen Fall sind auf dem Über­tragungsweg 21 dB maximale Dämpfung zulässig. Daraus lassen sich folgende Längen bestimmen: POF mit einer Dämpfung von 200 dB/km: 105 m GCS mit einer Dämpfung von 2 dB/km: 10,5 km

384 Lösungen der Übungs aufgaben

d) .{),6dB -S -S E -1l,4dB E

ce ce

~ -10 ~\,- -10 "0

Sendeleistung: .= 0> -6 dBm bis ~1z 0>

3 - 15 c: ~~~ -lS ::>

-2SdBm ~ . t;:; '" J:>~ '1 ·21 dB Empfcinger-'w ~

~ -20 !p~ empfindlichkeit -20 1: J:>ol v

:.::J <:":>- -8d8mbis :.::J ~ Q: Q)

~ -25 ·2dB % -31 dBm -25 '5 ~ -3dB ]

..Cl

'" lil -30 '" -30 0> 0>

Übertragungs-c: c: ~ -2 a. weg E E '''' "" "0 13 "0 Qj Qj a. 'Cü a. a. .J:::: a. 0 Q; 2 ~ .J::::

c: ::> u W <C Vi

Ü C.7-7: Das Bandbreiten-Längen-Produkt gibt die maximale übertragungs rate in Abhängigkeit der Länge der Übertragungsstrecke an.

Ü C.8-1: a) Y=M·N·K·L;

b) Y=M+N+K+L;

<) rf}-y

~~ & Y L & N

Konjunktion Disjunktion

Ü C.8-2: Der Rauschspannungsabstand.

Ü C.8-3: a) Sie haben unterschiedliche Eingangspegel; b) PuH-Up-Widerstand; c) Nein; d) Nein, der Störspannungsabstand verbessert sich.

Sachverzeichnis

4 Bit Synchron zähler 256

A Abschalttyristor (GTO) 2l3, 216, 301 Abschaltung 294 Abschnürbereich 174 Abschnürspannung 180 Absolutgeber, hochauflösender 355 Abstrahlwinkel 220 Abtastsignale 357 addierender Verstärker, invertierend 200 Aktor 338 - pneumatischer 367 Aktorsteuerung 307 Aktuator 364 Aktuatorstecker 373 Akzeptanzwinkel 239 Akzeptor 105 Allpaß 207 Alterung 221 Ampere 3 Amperesches Gesetz 30 Ampere-Sekunde 1 Amplitude 55 Analog-Digital-Wandler 212 Analogschaltung 209 Anlaufkondensator 280, 283 Anschlußtechnik 373 Ansteuerschaltung 221 Antivalenz 254 Apertur, numerische 239 Äquipotentialfläche 23 Arbeit 6 Arbeitsbereich 154,173 Arbeitsgerade 9 Arbeitsmessung l33 Arbeitspunkt 9,42,167,178 Auflichtverfahren 358 Ausgangskennlinienfeld 165 Ausgangsleitwert 158,178 Austastanschluß (Strobe) 211 Avalanche-Durchbruch 151,187 Avalanche-Durchbruchspannung 188 Avalanche-Effekt 288

B Bandabstands-Referenzelement 209 Bandbreiten-Längen-Produkt 245 Bandgap 104 Bandgap-Referenzelement 151,211 Bandpaß 205 Basis-Emitter-Spannung 154f Basiszone 152 Bauelemente, passive 267 Belastungskennlinie 9 Bemessungsschaltabstand 344 Beweglichkeit 10 1 BGA (Ball Grid Array) 262 BICMOS-Baustein 260 Bit Fehler 249 Blindfaktor 57 Blindleistung 57 Blindstromkompensation 73 Blindwiderstand 127 Boltzmann-Konstante 104 Brechungsindize 238 Brown-Out 325 Brückenschaltung 16, 313

c C-Filter 280 CMOS 258 Coulomb 1 Curie-Temperatur 35,369

D Darlingtonschaltung 170,288 Darlingtontransistor 164, 288 Datensenke 244 Dauerkurzschlußstrom 86 Dauermagnet 41 D-Flip-Flop 256 Dielektrium 24 Differenzierer 206 Differenzverstärker 164,169,193,196 Digital-Analog-Wandler 212 Diode l39,141 Diodenbetrieb 228 Diodenkennlinie 107

386

Diodenstoßstrom 147 Disjunktion 254 Dispersion, chromatische 244 Dither 312 Domäne 369 Donator 104 Doppelweggleichrichter 123 Doppelweggleichrichtung 123 Drahtwiderstand 284 Drain 172 Drain-Source-Strecke 186 Drainstrom 187 - maximaler 188 Dreheisenmeßwerk 121 Drehgeber, inkrementale 359 Drehspulinstrument 121 Drehstrom 92 f Drehstrombrücke 292,313,316 Dreieckschaltung 98, 100 Dreileiternetz 95 Dreiphasenwechselstrom 93 Driftgeschwindigkeit 101 Drop-Out 325 Drossel 268 Drosselwandler 328,330 Dual-Kode 354 Durchbruchbereich 174 Durchbruchspannung 298 Durchflußwandler 330 Durchflutungsgesetz 29 Durchlaßdurchbruchspannung 299

E E/O-Wandler 235 ECL 258 Effekt, photovoltaischer 226 Effektivspannung 276 Effektivwert 53,115,146 Eigeninduktivität 277,286 Eigenleitung 102 Eigensicherung 294 Einbau -Winkelmeßsystem 361 Eingangskennlinie 162,165 Eingangswiderstand 177 Einschalt -überspannung 149 Einschaltverzögerungszeit 143 Einschaltwiderstand 188 Eintaktdurchflußwandier 327 Eintakt-Flußwandler 332 Eintaktsperrwandler 327 Einweg-Gleichrichter 196,204 Einzelkompensation 74 Eisenverlust 84 Elektrolyt -Kondensator 279 Elektromagnete 38 Elektrometerverstärker 199 Elektron 1

Sachverzeichnis

Elektronengas 101 Elektronenstrahllithographie 191 Elementarladung 1,101 Elementbetrieb 228 Emitter 152 Emitterfolger 168 Emitterschaltung 162,166 Empfänger, optischer 237 Empfangseinheit 235 Empfangsleistung 249 Empfindlichkeit 116,121,227 Endschalter 341 Energiebänder 102 Energiedichte 51 Entladung, elektrostatische 140, 188 Entmagnetisierungsfaktor 43 Entmagnetisierungskurve 41 Entstörkondensator 280 Erregerfrequenz 77 Erregung, magnetische 30 Ersatzkapazität 25 Ersatz-Spannungsquelle 9 Ersatz-Stromquelle 9 Ersatzwiderstand 13 ESD (Electro Static Discharge) 188 ESL (Equivalent Series Inductor) 277 ESR (Equivalent Series Resistor) 277 Ethernet 233 Exclusive-ODER-Verknüpfung 254

F Fabry-Perot-Laser 223 Faradaysches Induktionsgesetz 46 Faserdämpfung 244 FAST 258 FDDI 233 Fehleranalyse 126 Fehlerverstärker 211 Feld - elektrisches 22 - magnetisches 28 Feldeffekttransistor (FET) 139,152,171,

173,186 Feldkonstante - elektrische 22 - magnetische 32 Feldlinien 22 - magnetische 29 Feldstärke 22, 30 - elektrische 1 Ferrit 268 Ferritkern 270 FET-Leistungsschalter 288 Filterbaugruppe 304 Filterschaltung, aktive 205 Flankensteilheit 273,276 Flußrichtung 106

Sachverzeichnis

Flußwandler 330 Formfaktor 54,115 Forward recovery time 143 Forward recovery voltage 149 Fotodiode 142,226 Fotolawinendiode APD 229 Fototransistor 230 Fototyristor 230 Fourieranalyse 126 Freilaufdiode 50,149 Freiwerdezeit 299 Frequenz 52,115 - normierte 77 Frequenzgang 163,192 Frequenzmessung l34, l36 Frequenzschwankung 325

G Gate-Drain-Strecke 175 Gate-Source überspannung 188 Gatterfunktion 252 Gaußsche Zahlenebene 59 Gegenkopplung 166 Gegentaktwandler 327 Genauigkeit 116 Genauigkeitsklassen 118 Gesamtwiderstand l3 Gleichrichterdiode 142, 146 - schnelle 142 Gleichrichtwert 53 f, 123 Gleichstromkreis 9,121 Gleichstromnetzwerk 71 Gleichstromverhältnis 165 Gleichstromverstärkung 155 Gradientenfaser 239 Gray-Kode 354 Grenzfrequenz 178 Grenzlastintegrals 147 Grenzwinkel 238 Größtfehler - absoluter 121 - relativer 121 Gruppenkompensation 74 Gruppenschaltung 11 GTO (Gate Turn Off-Thyristor) 301 Güte 77

H Halbbrücke 292,3l3 Halbleiter l39 Halbleiter-Detektor 226 Halbleiter-Emitter 216 Halbleiter-Laser 222 Halbleiterrelais 182 Halbleitertechnik l39 Halbschwingungsmittelwert 53 f Hall-Sensor 349

Hauptfluß 83 HC(MOS) 258 HCT 258 Henry 49 Hertz 52 Hexapod 370 High-Side Schalter 292 Hochleistungsdiode 285 Hochleistungslaser 335 Hochleistungswiderstand 284 Hochpaß 205, 207 Hochsetzsteller 327 Hystereseschleife 35

387

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 2l3, 288,295

Impedanzwandler 199 Impedanzwandlung 168 Inductosyn 363 Induktion 32 - elektromagnetische 45 Induktivität (Spule, Drossel) 267 Infrarotlichtstrecke 301 Injektionslaser 223 Inkrementalenkoder 359 Insulated Gate FET (MOSFET) 153,

175 Insulated Gate Transistor (IGBT) 216 Integrator 205,206 Ionenimplantation 191 Isolationswiderstand 277

Junction Temperatur 294 Junction-FET 153,171 Junction-JFET 171

K Kapazität 24,267,273 Kennlinie 173,214 Kippspiegel, piezoelektrischer 370 Kippstufe, asynchrone l34 Kirchhoffsche Regeln 6, 64 Klirrfaktor 115 Knotenregel 6, 64 Kode-Meßverfahren 360 Kodierscheibe 351 Kodierungsverfahren 247 Koerzitivfeldstärke 36 Kollektor 152 Kollektorschaltung 168 Kollektorstrom 157 Kommutierungskurve 37 Komparator 209 Kondensator 23,62,273

388

Konduktanz 39 Konjunktion 253 Konstantstrom-Quelle 203 Konstantstronquelle 221 Kupferverlust 87 Kurzschlußbetrieb 86 Kurzschlußmessung 86 Kurzschlußspannung 86

L Ladung Lambert-Strahler 220 LAN 232 Längenmessung, akustische 348 Längsregler 211 Large Scale Integration 252 Laser 222 Laserdiode 223,235 Laserprinzip 222 Laserschneidtechnik 335 Lawinendurchbruch 151 LC-Filter 280 Lebensdauer 221 Leerlaufbetrieb 84 Leerlaufspannung 9,227 Leerlaufstrom 82 Leerlaufverlust 84 Leistung 6 Leistungsanpassung 10 Leistungsdiode 267 Leistungsfaktor 57 Leistungsmessung 134 Leistungstransistor 211 Leitfähigkeit 5 - elektrische 10 1 Leitung, elektrische 10 1 Leitungsband 103,216 Leitwert 5 Lenzsche Regel 82 Leuchtdiode (LED) 218,235 Lichtleistungsbilanz 242 Lichtquelle 235 Lichtwellenleiter (LWL) 230,238 Linear Output Hall Effect Transducer

349 Logikbaustein 252 Logikfamilie 255 - bipolare 261 - CMOS- 261 - ECL- 261 Logik-Pegel-MOSFET 187 Logikschaltung 182 LOHET 349 Lorentz-Kraft 45 Low-Side Schalter 292 LSTTL 258 Lumineszenzdiode 218

M Magnetischer Fluß 32,38 Magnetischer Kreis 38 Magnetischer Widerstand 39 Magnetisierungskurve 37 Magnetisierungsstrom 82 Majoritätsträger 105 Maschenregel 7,65 Materialdispersion 244

Sachverzeichnis

Maxwellsche Gleichung 30, 46 Medium Scale Intrgration (MSI) 252 Memory-Funktion 309 Meßbereichserweiterung 18,123 Meßfehler 116 Meßprinzip - interferentielles 364 - magnetisches 363 Meßstellenumschalter 183 Meßtechnik, elektrische 108 Meßverfahren, optisches 350 Meßwerk, elektrisches 114 Metallschichtwiderstand 284 Metal-Oxid-Semiconductor-FET (MOSFET)

171 Minioritätsträger 105, 141 Mischspannung 53 Mischstrom 53 Mitkopplung 194,200 Mittelwert 115 - arithmetischer 52 MK-Kondensator 278 Modendispersion 244f Modulation 225 Modulationssteilheit 221 Modulationsverhalten 22l Mono-Flop 256 Monomodefaser 239 Monomode-Laser 225 MOS 258 MOS-Feldeffektivtransistor 175 MOS-Transistor 288 MP-Kondensator 278 Multimeter 123

N Nebenschlußwiderstand 18 Nennenergie 273,277 Nennkapazität 274 Nennleistung 84 Nennspannung 84,275 Nennstrom 276 Netzfilter 304 Netzgleichrichter 146 Netzwerk 15 n-Halbleiter 105 NICHT-Verknüpfung 254 n-Kanal MOSFET 177

Sachverzeichnis

Nordpol 28 Normalwiderstand 20 Nullphasenwinkel 55

o O/E-Wandler 237 Off-Linie USV 322 Öffner 341 Ohm 4 Ohmmeter 19 Ohmscher Bereich 174 Ohmsches Gesetz 4, 101,286 On-Linie USV 322 - mit Bypass 322 Operation, invertierende 127 Operationsverstärker 170,191 Optoelektronik 216 Ortskurve 80 Overdrive 302

p Parallelschalten 189 Parallelschaltung 13,67 Parallelwiderstand 123 Performance 257 Periodendauer 52 Permeabilität 34 Permeabilitätszahl, relative 32 Permittivität 25 Permittivitätszahl, relative 24 p-Halbleiter 105 Phase 115 Phasenanschnittsteuerung 298 Phasendrehung 194 Phasenverschiebungswinkel 55 Photonenenergie 218 Piezo Steiler 368 Piezoeffekt 369 PIN-Diode 237 Pin-Fotodioden 229 pn-Übergang 106 Polarisation 24 Polarisationsprozeß 369 Potential 2 Potentiometerschaltung 17 Power MOS-FET 291 Propagation delay 257 Proportionalventil 366 Proton 1 Puls breite 249 Pulsbreitenmodulation 327 Puls-Pausen-Verhältnis 310 Pulsverzerrung 250 Pulswiederholzeit 310

Q QFP (Quad Flat Pack) 262 Quantenausbeute 227 Quantenwirkungsgrad 219 Quantisierungsfehler 136

R Raumladungszone 106 Rauschen 158,178 - weißes 159 Rauschleistungsdichte 159 Rauschspannungsabstand 260 Rauschverhalten 249 Rauschzahl 159 Referenzspannung 211 Regelkreis 184 Reihenschaltung 12, 65 Rekombination 216 Remanenzflußdichte 36 Resistanz 39 Resistivität 5 Resolver 363 Resonanzbedingung 76 Resonanzfrequenz 76 Resonanzüberhöhung 78 Reverse recovery 148 Richtungssinn 3 Rückkopplung 193 - dynamische 205 - statische 205 Rücklesekanal 309

S Sättigungsbereich 168 Sättigungspolarisation 35 Schaltabstand 344 Schaltdiode 142f Schalter, bipolare 288 Schalthysterese 344 Schaltregler 182 Schaltung, analoge-integrierte 189 Schaltventil 365 Schaltzeichen 252 Schaltzeit 178,187,257 Scheinleistung 56 Scheinwiderstand 127 Scheitelfaktor (Crestfaktor) 54,115 Scherungsgerade 40 Schließer 341 Schmi tt -Trigger 196, 200 Schottky-Dioden 139 Schottky-Leistungsdiode 142, 149 Schrittmotor 182 Schutzelement 267,285 Schwellspannung 187 Schwellstrom 224 Schwingkreis 78

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Schwingungsmodem 224 Selbsterregung 193 Selbstinduktion 48 Selbstzündung 299 Sendeeinheit 235 Sender, optischer 235 Sensor 338 - antivalenter 341 - induktiver 342 - kapazitiver 345 - optischer 346,350 Sensorstecker 374 Sequenz 115 Serienschaltung 12 Serienschwingkreis 282 Shannonsches Abtasttheorem 125 Shunt 18 Shuntregler 211 Sicherheitsabstand 244 Sicherung 285 Sicherungsautomat 287 Siemens 4 Signale, elektrische 115 Signalweg 195 SITAC (Siemens Isolierter Thyristor AC

Schalter) 301 Small Scale Integration (SSI) 252 Smart Power IC 291 SMD Technik 262 Source 172 Spannung 1 - integrierte 209 - magnetische 30 Spannungsänderung 88 Spannungsbegrenzer 151 Spannungsfaktor 42 Spannungsfehlerschaltung 20 Spannungsregler 211 Spannungsrüchwirkung 158 Spannungssicherheitsfaktor 300 Spannungsspitze 325 Spannungsstabilisator 209 Spannungsteiler 17 - steuerbarer 183 Spannungsverstärker 196 - invertierender 197 - nichtinvertierender 198 Spannungswandler 326 Sperrbereich 214,299 Sperrerholzeit 148 Sperrichtung 106, 177 Sperrsättigungsstrom 106 Sperrschicht FET 153 Sperrschicht-Feldeffekttransistor OFET) 171 Sperrschichttemperatur 154 Sperrspannung 147,160 Sperrwandler 333

Spitzensperrspannung 298 Spitzenstrom 273

Sachverzeichnis

- periodischer 276 Spitzenwertgleichrichtung 123 Spule 62, 268 Srombelastbarkeit 3 Stabilität 193 Stabmagnet 43 Standardabweichung 121 Startkondensator 282 Steilheit 173, 177 Stellglied 211 Stern-Dreieck-Transformation 16 Stern-Dreieck-Umschaltung 99 Sternschaltung 94, 100 Steuerkennlinie, analoge 310 Steuerschaltung 182 Stoff - ferro-(ferri-, antiferro-) magnetischer 35 - paramagnetischer 35 Störstellenleitung 104 Störunterdrückung 324 Stoßkurzschlußstrom 87 Stoßstromfestigkeit 146 Strahlachse 239 Strahlungsabsorption 226 Strahlungsleistung 219 Strangspannung 92, 100 Strangstrom 100 Streufaktor 42 Streufluß 38 Strom 2 Strombegrenzung 294 Stromfehlerschaltung 20 Stromgegenkopplung 166 Stromquelle 169 Stromrichtung, technische 3 Stromüberwachung 294 Stromumrichter 317 Stromversorgung, unterbrechungsfreie (USV)

319 Stromverstärkung 156 - differentielle 158 Stromverstärkungskennlinie 165 STTL 258 Stufenindex-Faser 239 Substrahierverstärker 199 Substraktionsschaltung 199 Substratdiode 175 Südpol 28 Suppressor-Diode 151 Surge Current 146

T Temperaturkoeffizient 5 Thomsonsche Formel 76 Thyristor 139,212,213,214,288,296,297

Sachverzeichnis

Tiefpaß 205,206 Tiefsetzsteller 327,330 Token Net 233 Totalreflexion 238 Trägerstaueffekt 299 Transformator 81 Transient 325 Transil-Diode 287 Transistor 152,288 - bipolarer 139, 153 Transitfreqenz 158 Translator, piezoelektrische 368 Transzorb-Diode 287 Treiber 188 Triac 212f, 288, 296, 303 Triggerung 200 Triodenbereich 174 TTL 258 Typenschlüssel für Halbleiter 161

U übergangswiderstand 127 überkopfzündung 299 überlastschutz 294 Übersetzungsverhältnis 82 überspannungsabsicherung 287 übersteuerung 237,302 überstromabsicherung 287 übertragungsbandbreite 247 übertragungseigenschaft 241 übertragungsfunktion 195 übertragungsstrecke 238 übertragungsweg 235 Ultra Large Scale Integration (ULSI) 252 UND-Verknüpfung 253, 254 Urspannung 9 Urstrom 9

V Valenzband 103,216 Verarmungstyp 175 - MOSFET 176 Anreicherungstyp 175 - MOSFET 176 Verknüpfung, logische 252 Verlustfaktor 66,277 Verlustleistung 160 Verlusdeitung 286 Verlustwinkel 66 Verschiebungsdichte D 30

Verstärkerstufe 193 Very Large Scale Integration (VLSI) 252 Verzögerungszeit 257 Vielfachinstrument 123 Vierpol 155 Vierschichtdiode 140,297 Vollbrücke 292,313f Voltage follower 168 Vorwärtserholzeit 149 Vorwiderstand 19,123

W Wafer 190 Wahrheitstabellen 253 WAN 232 Wandler, transformatorische 328 Wärmewiderstand 277 Weber 38 Wechselrichter 182 Wechselspannung, überlagerte 276 Wechselstomverstärkung 155 Wechselstromkreis 52, 123 Weg- und Positions-Sensor 340 Wegmeßsystem 348 Weißsche Bezirke 35 Wheatstone Brücke 20, 313 Widerstand 4, 13, 62, 267 - spezifischer 5 Wirbelstrom 48 Wirkfaktor 57 Wirkleistung 55, 100 Wirkungsgrad 89 Wirkwiderstand 127 Worst Case-Spannungspegel 260

Z Zähler, elektronischer 134 Z-Diode 142,150 Zeichenverzerrung 249 Zeigerdiagramm 57, 61 Zeitkonstante 26 Zeitmessung 134, 136 Zeitverhalten 229 Zenereffekt 150 Zentralkompensation 74 Zünderverzögerungszeit 302 Zustandsdichte, effektive 104 Zweipolquellen 9 Zwischenkreisspannung 276

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