Electronica-ICT
ELECTRONIC BLOCKS
The building blocks of our society
,Electronic Blocks Elektronica-ICT
Inhoudstabel
H1: Analoge Concepten ..................................................................................................... 3
1.1 De karakteristiek van een component .......................................................................................... 3
1.2 Signaalbronnen.............................................................................................................................. 3
1.3 Versterkers .................................................................................................................................... 4
H2: PN-juncties ................................................................................................................. 6
2.1 Ontstaan van een PN-junctie......................................................................................................... 6
2.2 Halfgeleiderdiode .......................................................................................................................... 7
2.3 Bipolaire Junctie Transistor (BJT) .................................................................................................. 8
2.4 Field Effect Transistor (JFET)........................................................................................................ 10
2.5 Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) .................................................. 12
H3: Elektronische Schakelaars ......................................................................................... 13
3.1 Instellen van een transistor ......................................................................................................... 13
3.2 Transistor als schakelaar ............................................................................................................. 14
3.3 Instellen van een JFET ................................................................................................................. 15
3.4 MOSFET als schakelaar ................................................................................................................ 15
3.5 H-brug .......................................................................................................................................... 17
H4: Versterkers ............................................................................................................... 17
4.1 Instelpunt of werkpunt van de transistor ................................................................................... 17
4.2 Versterken van een klein signaal ................................................................................................. 19
4.3 Cascadeversterking...................................................................................................................... 22
4.4 FET als versterker ........................................................................................................................ 23
H5: Vermogenversterkers ............................................................................................... 26
5.1 Klas A vermogenversterker ......................................................................................................... 26
5.2 Klas B vermogenversterker ......................................................................................................... 27
5.3 Klas AB vermogenversterking...................................................................................................... 27
5.4 Klas C vermogenversterker.......................................................................................................... 28
H6: Verschilversterking in opamps .................................................................................. 30
6.1 Inleiding ....................................................................................................................................... 30
6.2 Basic differential amplifier of verschilversterker ........................................................................ 30
6.3 Intern blokdiagram van een opamp ............................................................................................ 30
H7: Soorten tegenkoppelingen bij opamps ...................................................................... 31
7.1 Parallel-paralleltegenkoppeling................................................................................................... 31
7.2 Serie-serietegenkoppeling........................................................................................................... 31
7.3 Parallel-serietegenkoppeling ....................................................................................................... 31
7.4 Serie-paralleltegenkoppeling ...................................................................................................... 32
1
,Electronic Blocks Elektronica-ICT
7.5 Toepassing: spanning-stroomomvormer .................................................................................... 32
7.6 Toepassing: stroom-spanningsomvormer ................................................................................... 33
7.7 Toepassing: stroom-stroomomvormer ....................................................................................... 34
H8: Verschilversterkinging met opamps .......................................................................... 34
8.1 Algemeen principe van verschilversterking ................................................................................ 34
8.2 Toepassing van verschilversterking ............................................................................................. 35
H9: Regelsystemen met opamps ..................................................................................... 36
9.1 P-regelaar .................................................................................................................................... 36
9.2 I-regelaar ..................................................................................................................................... 37
9.3 PI-regelaar ................................................................................................................................... 38
9.4 PID-regelaar ................................................................................................................................. 39
APPENDIX 1: Basisformules ............................................................................................. 41
Gelijkstroomformules........................................................................................................................ 41
Wisselstroomformules ...................................................................................................................... 41
APPENDIX 2: Bijlagen ...................................................................................................... 42
2
, Electronic Blocks Elektronica-ICT
H1: Analoge Concepten
1.1 De karakteristiek van een component
Aan de hand van grafieken kunnen de basiskenmerken van elektronische componenten
weergegeven worden in een meer intuïtieve manier dan wiskundige vergelijkingen die hun
gedrag beschrijven.
1.1.1 Het begrip DC-weerstand
Een gelijkstroomweerstand of DC-weerstand stelt een rechte lijn voor in de IU-
karakteristiek. De richtingscoëfficiënt van de rechte is constant en stelt de geleiding van de
weerstand voor. Het omgekeerde van de geleiding is de weerstand en deze kan bekomen
worden door de verhouding van spanning op stroom op een bepaald punt.
𝑈
Formule: 𝑅𝐷𝐶 = [Ω]
𝐼
1.1.2 Het begrip AC-weerstand
Veel componenten hebben echter een niet-lineaire curve. De wisselstroomweerstand of AC-
weerstand wordt dan gedefinieerd als een kleine verandering van de spanning ten opzichte
van een kleine stroomverandering. Dit wordt ook wel de dynamische weerstand, small
signal- of bulkweerstand genoemd.
∆𝑢
Formule: 𝑟𝐴𝐶 = [Ω]
∆𝑖
1.2 Signaalbronnen
1.2.1 Belastingslijn
Een belastingslijn is een hulplijn om de werking van een schakeling te doorgronden. Het ene
punt is de maximale stroom die door de schakeling vloeit en wordt gevonden door de
belasting gelijk te stellen aan 0Ω. Het andere punt wordt bekomen door de belasting
oneindig groot te stellen. De stroom zal gelijk zijn aan 0A en de spanning over de belasting
zal dan de bronspanning zijn. Met deze twee punten kan de belastingslijn worden opgesteld.
3
ELECTRONIC BLOCKS
The building blocks of our society
,Electronic Blocks Elektronica-ICT
Inhoudstabel
H1: Analoge Concepten ..................................................................................................... 3
1.1 De karakteristiek van een component .......................................................................................... 3
1.2 Signaalbronnen.............................................................................................................................. 3
1.3 Versterkers .................................................................................................................................... 4
H2: PN-juncties ................................................................................................................. 6
2.1 Ontstaan van een PN-junctie......................................................................................................... 6
2.2 Halfgeleiderdiode .......................................................................................................................... 7
2.3 Bipolaire Junctie Transistor (BJT) .................................................................................................. 8
2.4 Field Effect Transistor (JFET)........................................................................................................ 10
2.5 Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) .................................................. 12
H3: Elektronische Schakelaars ......................................................................................... 13
3.1 Instellen van een transistor ......................................................................................................... 13
3.2 Transistor als schakelaar ............................................................................................................. 14
3.3 Instellen van een JFET ................................................................................................................. 15
3.4 MOSFET als schakelaar ................................................................................................................ 15
3.5 H-brug .......................................................................................................................................... 17
H4: Versterkers ............................................................................................................... 17
4.1 Instelpunt of werkpunt van de transistor ................................................................................... 17
4.2 Versterken van een klein signaal ................................................................................................. 19
4.3 Cascadeversterking...................................................................................................................... 22
4.4 FET als versterker ........................................................................................................................ 23
H5: Vermogenversterkers ............................................................................................... 26
5.1 Klas A vermogenversterker ......................................................................................................... 26
5.2 Klas B vermogenversterker ......................................................................................................... 27
5.3 Klas AB vermogenversterking...................................................................................................... 27
5.4 Klas C vermogenversterker.......................................................................................................... 28
H6: Verschilversterking in opamps .................................................................................. 30
6.1 Inleiding ....................................................................................................................................... 30
6.2 Basic differential amplifier of verschilversterker ........................................................................ 30
6.3 Intern blokdiagram van een opamp ............................................................................................ 30
H7: Soorten tegenkoppelingen bij opamps ...................................................................... 31
7.1 Parallel-paralleltegenkoppeling................................................................................................... 31
7.2 Serie-serietegenkoppeling........................................................................................................... 31
7.3 Parallel-serietegenkoppeling ....................................................................................................... 31
7.4 Serie-paralleltegenkoppeling ...................................................................................................... 32
1
,Electronic Blocks Elektronica-ICT
7.5 Toepassing: spanning-stroomomvormer .................................................................................... 32
7.6 Toepassing: stroom-spanningsomvormer ................................................................................... 33
7.7 Toepassing: stroom-stroomomvormer ....................................................................................... 34
H8: Verschilversterkinging met opamps .......................................................................... 34
8.1 Algemeen principe van verschilversterking ................................................................................ 34
8.2 Toepassing van verschilversterking ............................................................................................. 35
H9: Regelsystemen met opamps ..................................................................................... 36
9.1 P-regelaar .................................................................................................................................... 36
9.2 I-regelaar ..................................................................................................................................... 37
9.3 PI-regelaar ................................................................................................................................... 38
9.4 PID-regelaar ................................................................................................................................. 39
APPENDIX 1: Basisformules ............................................................................................. 41
Gelijkstroomformules........................................................................................................................ 41
Wisselstroomformules ...................................................................................................................... 41
APPENDIX 2: Bijlagen ...................................................................................................... 42
2
, Electronic Blocks Elektronica-ICT
H1: Analoge Concepten
1.1 De karakteristiek van een component
Aan de hand van grafieken kunnen de basiskenmerken van elektronische componenten
weergegeven worden in een meer intuïtieve manier dan wiskundige vergelijkingen die hun
gedrag beschrijven.
1.1.1 Het begrip DC-weerstand
Een gelijkstroomweerstand of DC-weerstand stelt een rechte lijn voor in de IU-
karakteristiek. De richtingscoëfficiënt van de rechte is constant en stelt de geleiding van de
weerstand voor. Het omgekeerde van de geleiding is de weerstand en deze kan bekomen
worden door de verhouding van spanning op stroom op een bepaald punt.
𝑈
Formule: 𝑅𝐷𝐶 = [Ω]
𝐼
1.1.2 Het begrip AC-weerstand
Veel componenten hebben echter een niet-lineaire curve. De wisselstroomweerstand of AC-
weerstand wordt dan gedefinieerd als een kleine verandering van de spanning ten opzichte
van een kleine stroomverandering. Dit wordt ook wel de dynamische weerstand, small
signal- of bulkweerstand genoemd.
∆𝑢
Formule: 𝑟𝐴𝐶 = [Ω]
∆𝑖
1.2 Signaalbronnen
1.2.1 Belastingslijn
Een belastingslijn is een hulplijn om de werking van een schakeling te doorgronden. Het ene
punt is de maximale stroom die door de schakeling vloeit en wordt gevonden door de
belasting gelijk te stellen aan 0Ω. Het andere punt wordt bekomen door de belasting
oneindig groot te stellen. De stroom zal gelijk zijn aan 0A en de spanning over de belasting
zal dan de bronspanning zijn. Met deze twee punten kan de belastingslijn worden opgesteld.
3
