Electronic Circuits Fundamentals and Applications

Front cover......Page 1
Electronic circuits: Fundamentals and applications......Page 4
Copyright page......Page 5
Contents......Page 6
Preface......Page 8
A word about safety......Page 10
Derived units......Page 12
Measuring angles......Page 13
Multiples and sub-multiples......Page 14
Exponent notation......Page 15
Conductors and insulators......Page 16
Ohm’s Law......Page 17
Resistance and resistivity......Page 18
Energy and power......Page 19
Force between charges......Page 20
Electric field strength......Page 21
Electromagnetism......Page 22
Magnetic field strength......Page 23
Magnetic circuits......Page 25
B–H curves......Page 26
Circuit diagrams......Page 27
Practical investigation......Page 29
Symbols introduced in this chapter......Page 30
Problems......Page 31
Preferred values......Page 32
Power ratings......Page 33
Resistor markings......Page 34
BS 1852 coding......Page 36
Series and parallel combinations of resistors......Page 37
Resistance and temperature......Page 38
Thermistors......Page 40
Variable resistors......Page 41
Capacitors......Page 42
Capacitance......Page 43
Capacitance and physical dimensions......Page 44
Capacitor specifications......Page 45
Capacitor markings......Page 46
Series and parallel combination of capacitors......Page 47
Inductors......Page 49
Inductance......Page 50
Inductance and physical dimensions......Page 51
Inductor markings......Page 52
Series and parallel combinations of inductors......Page 53
Surface mounted components (SMC)......Page 54
Practical investigation......Page 56
Important formulae introduced in this chapter......Page 57
Problems......Page 58
Kirchhoff’s Laws......Page 60
The potential divider......Page 63
The current divider......Page 64
Thévenin’s Theorem......Page 65
Norton’s Theorem......Page 67
Charging......Page 69
Discharge......Page 71
Waveshaping with C–R networks......Page 72
L–R circuits......Page 74
Practical investigation......Page 76
Formulae introduced in this chapter......Page 77
Problems......Page 78
Frequency......Page 80
Periodic time......Page 81
Average, peak, peak-peak, and r.m.s. values......Page 82
Capacitive reactance......Page 83
Inductive reactance......Page 84
Impedance......Page 85
Power factor......Page 86
L–C–R circuits......Page 87
Quality factor......Page 88
Transformers......Page 90
Voltage and turns ratio......Page 91
Practical investigation......Page 93
Important formulae introduced in this chapter......Page 94
Problems......Page 95
5 Semiconductors......Page 98
Semiconductor diodes......Page 99
Zener diodes......Page 102
Thyristors......Page 104
Light emitting diodes......Page 105
BJT operation......Page 107
Bipolar transistor characteristics......Page 108
Current gain......Page 109
FET characteristics......Page 114
JFET parameters......Page 115
Transistor coding......Page 118
IC packages......Page 119
Practical investigation......Page 120
Symbols introduced in this chapter......Page 121
Problems......Page 122
6 Power supplies......Page 126
Rectifiers......Page 127
Reservoir and smoothing circuits......Page 128
Improved ripple filters......Page 129
Bi-phase rectifier circuits......Page 130
Bridge rectifier circuits......Page 132
Voltage regulators......Page 133
Practical power supply circuits......Page 134
Switched mode power supplies......Page 136
Practical investigation......Page 138
Symbols introduced in this chapter......Page 140
Problems......Page 141
Types of amplifier......Page 142
Class of operation......Page 143
Input and output resistance......Page 145
Frequency response......Page 146
Negative feedback......Page 147
Transistor amplifiers......Page 149
Common-emitter input resistance (h[sub(ie)])......Page 150
Common-emitter current gain (h[sub(ie)])......Page 153
h-parameter equivalent circuit for a transistor in common-emitter mode......Page 154
Bias......Page 155
Predicting amplifier performance......Page 157
Practical amplifier circuits......Page 159
Multi-stage amplifiers......Page 160
Power amplifiers......Page 161
Practical investigation......Page 163
Symbols introduced in this chapter......Page 164
Problems......Page 165
Symbols and connections......Page 168
Operational amplifier parameters......Page 169
Operational amplifier characteristics......Page 171
Gain and bandwidth......Page 172
Inverting amplifier with feedback......Page 173
Operational amplifier configurations......Page 174
Operational amplifier circuits......Page 176
Practical investigation......Page 179
Problems......Page 181
Positive feedback......Page 182
Ladder network oscillator......Page 183
Wien bridge oscillator......Page 184
Multivibrators......Page 185
The astable multivibrator......Page 186
Single-stage astable oscillator......Page 187
Crystal controlled oscillators......Page 188
Practical oscillator circuits......Page 189
Practical investigation......Page 190
Important formulae introduced in this chapter......Page 191
Problems......Page 192
Switch and lamp logic......Page 194
OR logic......Page 195
Logic gates......Page 196
Combinational logic......Page 198
D-type bistables......Page 199
J-K bistables......Page 200
Integrated circuit logic devices......Page 203
Noise margin......Page 204
Practical investigation......Page 206
Important formulae introduced in this chapter......Page 207
Problems......Page 208
PIC microcontrollers......Page 210
Microprocessor systems......Page 211
Data storage......Page 213
The microprocessor......Page 214
Microprocessor operation......Page 217
A microcontroller system......Page 221
Practical investigation......Page 224
Problems......Page 227
The 555 family......Page 228
Monostable pulse generator......Page 230
Astable pulse generator......Page 232
Square wave generators......Page 234
A variable pulse generator......Page 235
Practical investigation......Page 236
Problems......Page 237
Electromagnetic waves......Page 238
A simple CW transmitter and receiver......Page 240
Modulation......Page 241
Demodulation......Page 242
A superhet receiver......Page 243
AM demodulators......Page 246
Aerials......Page 247
Impedance and radiation resistance......Page 249
Aerial gain......Page 250
The Yagi beam aerial......Page 251
Practical investigation......Page 253
Problems......Page 255
Meters......Page 256
Loading......Page 258
Sensitivity......Page 259
Using an analogue multi-range meter......Page 260
Using a digital multi-range meter......Page 265
Connecting a meter into a circuit......Page 270
The oscilloscope......Page 271
Using an oscilloscope......Page 272
Checking frequency response......Page 275
Measuring pulse parameters......Page 278
Practical investigation......Page 280
Problems......Page 281
15 Fault finding......Page 284
Transistor faults......Page 285
Diode testing......Page 288
Diode ‘go/no-go’ checks......Page 289
Bipolar transistor current gain checks......Page 290
A transistor/diode checker......Page 291
Logic circuit faults......Page 292
Logic probes......Page 293
Logic pulsers......Page 294
Practical investigation......Page 295
Problems......Page 297
Instrumentation and control systems......Page 298
Sensors......Page 299
Switches......Page 304
Semiconductor temperature sensors......Page 306
Threshold detection......Page 307
LED indicators......Page 308
Audible outputs......Page 309
Motors......Page 311
Practical investigation......Page 312
Problems......Page 313
17 Circuit simulation......Page 314
Types of analysis......Page 315
Logic simulation......Page 320
Practical investigation......Page 322
Problems......Page 323
PIC families......Page 324
Choosing a PIC device......Page 325
Features of the PIC16F84......Page 327
Features of the PIC16F877......Page 328
PIC programming......Page 329
Flowcode......Page 335
Practical investigation......Page 336
Problems......Page 337
Circuit construction methods......Page 338
Using matrix boards and stripboards......Page 339
Stripboard layout techniques......Page 341
Using printed circuits......Page 342
PCB CAD packages......Page 347
Enclosures......Page 349
Solder and soldering technique......Page 350
Safety when soldering......Page 352
Soldering and desoldering techniques......Page 354
Component removal and replacement......Page 355
Heatsinks......Page 359
Practical heatsink arrangements......Page 363
Semiconductor mounting arrangements......Page 364
A practical example......Page 365
Practical investigation......Page 370
Problems......Page 371
Level 2 assignments......Page 372
Level 3 assignments......Page 373
Appendix 2 Revision problems......Page 375
Appendix 3 Answers to problems......Page 385
Appendix 4 Pin connections......Page 388
Appendix 5 1N4148 data sheet......Page 390
Appendix 6 2N3904 data sheet......Page 393
Appendix 7 Decibels......Page 399
Notation......Page 401
Equations......Page 404
Graphs......Page 408
Trigonometry......Page 413
Boolean algebra......Page 417
Logarithms......Page 422
Exponential growth and decay......Page 423
Electronic component suppliers......Page 426
Miscellaneous......Page 427
B......Page 428
C......Page 429
D......Page 430
F......Page 431
I......Page 432
L......Page 433
N......Page 434
P......Page 435
R......Page 436
S......Page 437
T......Page 438
V......Page 439
Semiconductor devices......Page 440