Электронная техника

М.В. Гальперин
ЭЛЕКТРОННАЯ
ТЕХНИКА
УЧЕБНИК
2-е издание, исправленное и дополненное
Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации 
в качестве учебника для студентов образовательных учреждений среднего  
профессионального образования, обучающихся по группам
специальностей «Приборостроение», «Электроника
и микроэлектроника, радиотехника и телекоммуникации»,
«Автоматизация и управление», «Информатика
и вычислительная техника»
Москва 
ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М
2017

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11
УДК  621.38(075.32)  
ББК 32.85я723 
 
Г15
Р е ц е н з е н т ы:
зав. кафедрой технической кибернетики и автоматики Московского 
государственного университета инженерной экологии, генераль-
ный директор Центрального научно-исследовательского института 
комплексной автоматизации, доктор технических наук, профессор 
А.Э. Софиев;
директор Московского государственного техникума технологии, 
экономики и права им. Л.Б. Красина, кандидат физико-математиче-
ских наук В.В. Соколов
Гальперин М.В.
Г15 
 
Электронная техника : учебник / М.В. Гальперин. — 2-е изд., испр. 
и доп. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2017. — 352 с. — (Профессио-
нальное образование).
ISBN 978-5-8199-0176-2 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-002314-4 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-100449-4 (ИНФРА-М, online)
В учебнике рассмотрены физические принципы действия и структуры 
электронных приборов; образование и свойства p-n-перехода, контактные 
явления в нем; устройство, принцип действия, основные параметры, пара-
метрические соотношения и схемы включения полупроводниковых и фо-
тоэлектронных приборов — диодов, тиристоров, биполярных и полевых 
транзисторов с p-n-переходом и с изолированными затворами, фоторези-
сторов, фото- и свето-диодов, фототранзисторов и фотоумножителей.
Приводятся подробные сведения о принципах действия типовых элект-
ронных узлов и устройств: усилительных каскадов, операционных усилите-
лей, компараторов, генераторов сигналов и таймеров, схем передачи и ото-
бражения информации, модуляции и демодуляции. Описаны параметры 
и характеристики основных семейств логических и цифровых элементов, 
выполнение на их базе логических операций, построение цифровых узлов 
и их применение в электротехнических устройствах. Приведены сведения 
о цифровых запоминающих устройствах, структуре микропроцессоров, 
аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователях.
Изложены принципы работы, методы расчета и защиты источников пи-
тания и схем преобразования тока электронных выпрямителей, линейных 
и импульсных стабилизаторов, трансформаторов постоянного тока и ин-
верторов. Особое внимание уделено защите электронных устройств и ли-
ний связи от внешних и внутренних помех.
Издание дополнено приложениями, содержащими характеристики эле-
ментов и примеры расчета электронных схем.
УДК 621.38(075.32) 
ББК 32.85я723 
ISBN 978-5-8199-0176-2 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-002314-4 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-100449-4 (ИНФРА-М, online)
© Гальперин М.В., 2014
© ИД «ФОРУМ», 2014

Предисловие
Электронная техника стала неотъемлемой частью современной ци-
вилизации и включает в себя огромное число специализированных
областей. Настоящий учебник включает в себя только наиболее об-
щие элементы, необходимые для освоения курсов промышленной
автоматики, измерительной, микропроцессорной и вычислительной
техники. Внимание сосредоточено на основных принципах работы
электронных устройств и ключевых практических сторонах их по-
строения и эксплуатации, таких как проблема устойчивости, стаби-
лизация режимов и защита от перегрузок и помех.
Значительная часть книги посвящена компонентам электрон-
ных схем, их характеристикам и способам представления в виде
упрощенных моделей. Эти знания нужны не только разработчику
электронной аппаратуры, они нужны и тому, кто ее использует, —
иначе он не сможет обеспечить ее эффективную эксплуатацию или
будет применять сложное оборудование и приемы там, где можно
обойтись простыми средствами.
Внедрение компьютерной техники в системы управления техно-
логическими агрегатами требует прежде всего грамотного построе-
ния и эксплуатации внешней «обвязки» компьютеров. Поэтому здесь
уделено много места проблемам организации линий связи и технике
усиления и преобразования информации, поступающей от датчиков
в компьютер и от компьютера к исполнительным механизмам.
Для работы с учебником достаточно знания математики и физи-
ки в объеме средней школы, в том числе операций с комплексными
числами и элементов математического анализа. Чтобы облегчить
пользование книгой неопытному читателю, ниже приведены пере-
чни основных аббревиатур и обозначений, а также используемых
единиц измерения.
Список литературы включает в себя ряд современных изданий и
учебников, а также монографий, наиболее полно отражающие рас-
смотренные вопросы и полезных для их углубленного изучения.
В настоящем издании исправлен ряд опечаток и погрешностей,
а также введены приложения, включающие характеристики элемен-
тов и примеры расчета электронных схем.
Всех читателей, заметивших опечатки и иные погрешности в
книге, автор просит сообщать о них в издательство.
Автор признателен Л. Г. Мельник и Л. В. Трофимовской за бла-
гожелательную критику и поддержку.
Автор

Основные аббревиатуры и обозначения
Заглавные буквы в индексах и на рисунках К, Б, Э означают соот-
ветственно «коллектор», «база», «эмиттер», С, З, И — «сток», «за-
твор», «исток».
Под термином «земля» подразумевается провод или шина, по-
тенциал которой принимается равным нулю.
Символ || означает параллельное соединение элементов в элект-
рической цепи. Например, R1 || R2 означает параллельное соедине-
ние резисторов R1 и R2.
АМ — амплитудная модуляция;
АЦП — аналого-цифровой преобразователь;
ГР — схема гальванического разделения цепей;
ЗУ — запоминающее устройство;
И2Л — логические элементы с двойной инжекцией;
КМОП — схемы и логические элементы с комплементарными
полевыми транзисторами обогащенного типа со структурой ме-
талл-окисел-полупроводник;
КОСС — коэффициент ослабления синфазного сигнала;
КОДП — коэффициент ослабления дифференциальной помехи;
ЛАЧХ — логарифмическая амплитудно-частотная характери-
стика;
МОП — структура металл-окисел-полупроводник;
ОБ — схема с общей базой;
ОК — схема с общим коллектором (эмиттерный повторитель);
ОУ — операционный усилитель;
ОЭ — схема с общим эмиттером;
ПЗУ — постоянное запоминающее устройство;
ППЗУ — перезаписываемое постоянное запоминающее устрой-
ство;
ПТ — полевой транзистор с p-n-переходом;
ТТЛ — транзисторно-транзисторные логические схемы;
ТТЛШ — транзисторно-транзисторные логические схемы с дио-
дами (транзисторами) Шоттки;
ФАПЧ — фазовая автоподстройка частоты и схемы, ее реализу-
ющие;
ФЧХ — фазо-частотная характеристика;

Основные аббревиатуры и обозначения
5
ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь;
ЧИМ — частотно-импульсная модуляция;
ЧМ — частотная модуляция;
ШИМ — широтно-импульсная модуляция;
ЭДС — электродвижущая сила;
C — электрическая емкость;
Cвп — емкость фильтра выпрямителя;
CК и CЭ — емкости коллекторного и эмиттерного переходов би-
полярного транзистора;
CН — емкость нагрузки;
CЗС — емкость затвор—сток полевого транзистора;
E — напряжение источника питания;
Eсм — напряжение источника смещения;
f — частота;
fгр.в — верхняя граничная частота (полосы пропускания схемы
или цепи);
fгр.н — нижняя граничная частота (полосы пропускания схемы
или цепи);
G — проводимость;
I — сила тока;
I0 — тепловой ток p-n-перехода;
IБ, iБ — ток базы биполярного транзистора для большого и ма-
лого сигнала соответственно;
IГ — сила тока генератора или источника;
IK — ток коллектора;
Iк.з — ток короткого замыкания;
Iобр — обратный ток p-n-перехода;
IC — ток стока (канала) полевого транзистора;
IC нач — начальный ток стока (канала) полевого транзистора;
Iсм — ток смещения дифференциального каскада или операци-
онного усилителя;
IТ — ток термогенерации p-n-перехода;
IЭ — ток эмиттера;
h11Э — собственное входное сопротивление транзистора, измеря-
емое между базой и эмиттером, для сигнала, приложенного к базе;
h21Б — статический коэффициент усиления по току биполярного
транзистора в схеме с общей базой (ОБ);
h21Э — статический коэффициент усиления по току биполярного
транзистора в схеме с общим эмиттером (ОЭ);
h21э — коэффициент усиления по току биполярного транзистора
в схеме с общим эмиттером (ОЭ) для малого сигнала;

Основные аббревиатуры и обозначения
j — мнимая единица;
K(
) — модуль коэффициента передачи на частоте 
, ЛАЧХ;
K(j
) — комплексный передаточный коэффициент (коэффици-
ент усиления) звена или схемы;
kГ — коэффициент нелинейных искажений (гармоник);
Kо.с — коэффициент усиления усилителя с замкнутой обратной
связью;
КU(j
) — комплексный коэффициент усиления по напряжению;
КU0 — коэффициент усиления по напряжению в пределах поло-
сы пропускания;
L — индуктивность;
PH — мощность в нагрузке;
Pдоп — допустимая мощность рассеяния прибора;
Q — электрический заряд;
R — активное сопротивление;
RН и RГ — активные сопротивления нагрузки и источника;
Rвх — входное активное сопротивление цепи или схемы;
Rвых — выходное активное сопротивление цепи или схемы;
r — дифференциальное активное сопротивление;
rБ — объемное сопротивление базы биполярного транзистора
или диода;
rК — дифференциальное сопротивление коллекторного перехода
на низкой частоте;
rС — дифференциальное сопротивление стока полевого транзи-
стора;
rЭО — объемное сопротивление эмиттера биполярного транзи-
стора или диода;
rЭ — дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода
биполярного транзистора или диода;
t — время;
tрас — время рассасывания заряда неосновных носителей в базе;
tфр — длительность фронта импульсного сигнала;
T — постоянная времени или период колебаний;
U — разность потенциалов, напряжение относительно нулевой
шины (земли);
Uа — амплитуда сигнала;
UБЭ — напряжение между внешними выводами эмиттера и базы
прямосмещенного p-n-перехода эмиттер—база биполярного транзи-
стора или диода;

Основные аббревиатуры и обозначения
7
UБЭ нас и UКЭ нас — остаточные напряжения на базе и коллекторе
насыщенного биполярного транзистора;
Uвх, uвх — напряжение на входе цепи или схемы для большого и
малого сигнала соответственно;
Uвх.синф — синфазное входное напряжение;
Uвых, uвых — напряжение на выходе цепи или схемы для большо-
го и малого сигнала соответственно;
UЗИ — напряжение затвор—исток полевого транзистора;
UЗИ отс — напряжение затвор—исток отсечки тока канала полево-
го транзистора;
UЗИ пор — пороговое напряжение обогащенного полевого транзи-
стора с изолированным затвором;
UКЭ — напряжение между коллектором и эмиттером биполярно-
го транзистора;
UH — напряжение на нагрузке;
UСИ — напряжение сток—исток полевого транзистора;
Uсдв 0 — напряжение сдвига нуля дифференциального каскада
или операционного усилителя;
uo.c — напряжение обратной связи;
u — напряжение сигнала в суммирующей точке;
Z( j
), Z — комплексное сопротивление;
ZН — комплексное сопротивление нагрузки;
Zвх  — комплексное входное сопротивление в суммирующей
точке;
 — коэффициент передачи цепи обратной связи;
 — коэффициент передачи входной цепи в схеме с обратной
связью;
 — знак малого приращения;
 — декремент затухания;
доп — допустимая температура переходов (типичное значение
для кремния 150 С);
окр — температура окружающей среды;
	 — время жизни носителей в базе биполярного транзистора;

 — угол фазового сдвига;

 — температурный потенциал;

к — контактная разность потенциалов;

(
) — фазочастотная характеристика;

 — круговая частота.


Единицы измерения и их обозначения
в тексте и на рисунках
Величина
Название
Размерность
Обозначения
с
Секунда
с
мс
Время
мкс
Миллисекунда
Микросекунда
103 с
106 с
109 с
нс
Наносекунда
Гц
Герц
1/с
кГц
Частота
МГц
Килогерц
Мегагерц
103 Гц
106 Гц
109 Гц
ГГц
Гигагерц
Кл
Количество элек-
Кулон
А 

 с
пКл
тричества (заряд)
Пикокулон
1012 Кл
В
Разность потен-
Вольт
А 

 Ом
мВ
циалов, напряже-
мкВ
ние, ЭДС
Милливольт
Микровольт
103 В
106 В
А
Ампер
Кл/с 
 В/Ом
мА
Сила тока
мкА
Миллиампер
Микроампер
нА
Наноампер
103 А
106 А
109 А
Ом или не пишется
Ом
В/А 
 с/Ф 
 Гн/с
кОм или к
МОм или М
Сопротивление
Килоом
Мегаом
ГОм или Г
103 Ом
106 Ом
109 Ом
ТОм
Гигаом
Тераом
1012 Ом
Ф
Фарада
с/Ом 
 Кл/В
мкФ или не пишется
Микрофарада
Емкость
106 Ф
109 Ф
н или нФ
п или пФ
Нанофарада
Пикофарада
1012 Ф
Гн
Генри
Ом 

 с
мГн
Индуктивность
мкГн
Миллигенри
Микрогенри
103 Гн
106 Гн