Εργαστήριο Αναλογικών & Ψηφιακών Ηλεκτρονικών — Ιούνιος 2024 (Α)¶
Μεταγραφή από τις φωτογραφίες erot1-4 και erot_5-8, με τα διπλότυπα erot_5-8_2 και erot_5-8_3 για την ευκρίνεια.
erot1-4.jpg¶
Θεωρείστε πτώση τάσης \(0.7\mathrm{V}\) σε επαφές τύπου pn που άγουν ρεύμα. Τάση συλλέκτη-εκπομπού σε BJT-NPN τρανζίστορ όταν βρίσκονται στον κόρο \(V_{CE} = 20\mathrm{mV}\). Αν ο υπολογισμός που κάνατε δεν αντιστοιχεί σε κάποια απάντηση να επιλέξετε την κοντινότερη αριθμητική τιμή.
Ερωτ.1 Πόσο είναι το ρεύμα που δίνει η πηγή τάσης στο κύκλωμα; \(Va = 5\mathrm{V}, R1 = 100\Omega, R2 = 1\mathrm{K}\Omega, R3 = 1\mathrm{K}\Omega, R4 = 1\mathrm{K}\Omega\).
[Σχήμα: Κύκλωμα με πηγή συνεχούς τάσης Va συνδεδεμένη σε σειρά με αντίσταση R1 προς κόμβο B. Από τον κόμβο B συνδέεται αντίσταση R2 προς τη γείωση, και σε σειρά δίοδοι D1, D2, D3. Μετά την D1 συνδέεται αντίσταση R3 προς τη γείωση, μετά την D2 αντίσταση R4 προς τη γείωση, και η κάθοδος της D3 καταλήγει στη γείωση.]
- [ ] 10mA
- [ ] 94mA
- [ ] 1.5mA
- [ ] 1.2A
- [ ] 28mA
- [ ] 450mA
Ερωτ.2 Πόσο είναι το ρεύμα που περνάει από την αντίσταση των \(10\mathrm{k}\Omega\); \(V = 10\mathrm{V}\).
[Σχήμα: Κύκλωμα με πηγή συνεχούς τάσης V που τροφοδοτεί δύο παράλληλους κλάδους: ο ένας περιλαμβάνει δίοδο και αντίσταση 10kΩ σε σειρά που καταλήγουν στον κόμβο A, ο άλλος περιλαμβάνει αντίσταση 1kΩ και κόμβο B προς τη γείωση. Μεταξύ των κόμβων B και A παρεμβάλλεται οριζόντια δίοδος, και από τον κόμβο A υπάρχει κατακόρυφη δίοδος προς τη γείωση.]
- [ ] 14mA
- [ ] 0A
- [ ] 0.5mA
- [ ] 3mA
- [ ] 8mA
- [ ] 550mA
Ερωτ.3 Πόσο είναι το ρεύμα που διέρχεται από τον συλλέκτη εντός BJT τρανζίστορ όταν αυτός βρίσκεται στην περιοχή αποκοπής;
- [ ] Εξαρτάται από την τιμή του \(\beta\)
- [ ] 0A
- [ ] Εξαρτάται από την τάση \(V_{BE}\)
- [ ] Εξαρτάται από την τάση \(V_{CE}\)
- [ ] Απροσδιόριστο, εξαρτάται από τα άλλα στοιχεία του κυκλώματος
- [ ] Κάτι διαφορετικό
Ερωτ.4 Πόσο είναι το ρεύμα που περνάει από την βάση του BJT τρανζίστορ; \(\beta=50\)
[Σχήμα: Κύκλωμα πόλωσης τρανζίστορ BJT NPN με πηγή συνεχούς τάσης dc(10), αντίσταση βάσης 50kΩ, αντίσταση συλλέκτη 1kΩ και αντίσταση εκπομπού 100Ω προς τη γείωση.]
- [ ] 10.5mA
- [ ] 170uA
- [ ] 280nA
- [ ] 10.5uA
- [ ] 1.5mA
- [ ] 250uA
erot_5-8.jpg¶
[συμπληρώθηκε από erot_5-8_2.jpg] Η φωτογραφία της σελίδας είναι θολή· το κείμενο και οι επιλογές των ερωτήσεων 5–8 επιβεβαιώθηκαν στα διπλότυπα erot_5-8_2.jpg και erot_5-8_3.jpg.
Ερωτ.5 Πόσο είναι το ρεύμα που διέρχεται από την αντίσταση Ro; \(Va = 10\mathrm{V}, Rc = 50\Omega, Rb = 10\mathrm{k}\Omega, Ro = 100\Omega, \beta = 100\).
[Σχήμα: Κύκλωμα NPN τρανζίστορ με πηγή τάσης Va dc() προς την τροφοδοσία, αντίσταση Rc προς τον συλλέκτη, αντίσταση Rb προς τη βάση, εκπομπός προς τη γείωση και αντίσταση Ro από τον κόμβο του συλλέκτη προς τη γείωση.]
- [ ] 36mA
- [ ] 2.2uA
- [ ] 1mA
- [ ] 83.8mA
- [ ] 121mA
- [ ] 1A
Ερωτ.6 Πόση είναι η τάση στον συλλέκτη του τρανζίστορ; \(Va = 8\mathrm{V}, Rc = 100\Omega, Re = 10\Omega, R1 = 500\Omega, R2 = 1\mathrm{k}\Omega, \beta = 50\).
[Σχήμα: Κύκλωμα NPN τρανζίστορ με πηγή Va dc(), αντιστάσεις R1 (προς την τροφοδοσία) και R2 (προς τη γείωση) στη βάση, πυκνωτή C σε σειρά με πηγή vi dc() προς τη βάση, αντίσταση Rc προς τον συλλέκτη με κόμβο A και αντίσταση Re προς τη γείωση από τον εκπομπό.]
- [ ] 11mV
- [ ] 3V
- [ ] 1500mV
- [ ] 4.1V
- [ ] 2.8V
- [ ] 850mV
Ερωτ.7 Πόσο είναι το ρεύμα που διέρχεται από την αντίσταση R1; \(Vi = 1\mathrm{V}, R1 = 1\mathrm{k}\Omega, R2 = 1\mathrm{k}\Omega, C = 100\mathrm{nF}\).
[Σχήμα: Τελεστικός ενισχυτής με πηγή Vi dc() στη μη-αναστρέφουσα είσοδο, κόμβος A στην αναστρέφουσα είσοδο με αντίσταση R2 προς τη γείωση, και παράλληλο δίκτυο R1 και C από την έξοδο Vo προς τον κόμβο A.]
- [ ] 1mA
- [ ] 21mA
- [ ] 40mA
- [ ] 4mA
- [ ] 12mA
- [ ] 10mA
Ερωτ.8 Πόσο είναι ο λόγος \(|Vo/Vi|\) όταν στην είσοδο \(Vi\) έχουμε ημιτονικό σήμα στα \(1\mathrm{KHz}\) σε dB; \(R1 = 2\mathrm{k}\Omega, R2 = 100\Omega, C = 100\mathrm{nF}\).
[Σχήμα: Τελεστικός ενισχυτής με πηγή Vi dc() στη μη-αναστρέφουσα είσοδο, κόμβος A στην αναστρέφουσα είσοδο με αντίσταση R2 προς τη γείωση, και παράλληλο δίκτυο R1 και C από την έξοδο Vo προς τον κόμβο A.]
- [ ] -12dB
- [ ] 22dB
- [ ] 48dB
- [ ] 100dB
- [ ] 8dB
- [ ] 10dB
Σημείωση: οι φωτογραφίες 494575770_… και 491187769_… δείχνουν άλλη παραλλαγή του φύλλου και δεν ανήκουν σε αυτή τη συνεδρία.
Λύσεις (⚪ AI, μη επαληθευμένο)
Κατάσταση: ⚪ AI, μη επαληθευμένο Πηγή: λύσεις AI (deepseek-flash), ανεξάρτητη επανάληψη και αντιπαραβολή· καμία δεν έχει ελεγχθεί από άνθρωπο
Προσοχή
Λύση από AI — ελέγξτε την· δεν έχει επαληθευτεί από άνθρωπο. Η ένδειξη «δύο λύσεις συμφωνούν» δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι σωστή.
AI λύσεις — 2024-06-a¶
Οι λύσεις γράφτηκαν από μοντέλα AI και δεν έχουν ελεγχθεί από άνθρωπο. Η αρίθμηση ακολουθεί το αρχείο θεμάτων.
Ερωτ.1¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
28mA
Με όλες τις διόδους ορθά πολωμένες: \(V_D=0.7\mathrm{V}\), \(V_C=1.4\mathrm{V}\), \(V_B=2.1\mathrm{V}\). Το ρεύμα της πηγής είναι το ρεύμα της \(R_1\): \(I=(5-2.1)/100=29\mathrm{mA}\), που είναι πλησιέστερα στην επιλογή \(28\mathrm{mA}\).
Ερωτ.2¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: μέτρια
0.5mA
Με την εύλογη παραδοχή ότι η δίοδος του κλάδου των \(10\mathrm{k}\Omega\) και η κατακόρυφη δίοδος άγουν, ο κόμβος A περιορίζεται περίπου στο \(0.7\mathrm{V}\). Με μία ακόμη πτώση \(0.7\mathrm{V}\) στη δίοδο σειράς: \(I\approx (10-0.7-0.7)/10\mathrm{k}\Omega=0.86\mathrm{mA}\), και η κοντινότερη διαθέσιμη επιλογή είναι \(0.5\mathrm{mA}\).
Ερωτ.3¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
0A
Στην περιοχή αποκοπής το τρανζίστορ είναι σβηστό· το ρεύμα συλλέκτη είναι πρακτικά μηδέν (αγνοώντας ρεύματα διαρροής). Δεν εξαρτάται από το \(\beta\) ή από τις \(V_{BE},V_{CE}\) όσο παραμένει στην αποκοπή.
Ερωτ.4¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
170uA
Από τον βρόχο βάσης-εκπομπού: \(10-50\mathrm{k}\Omega\cdot I_B-0.7-100\cdot (51I_B)=0\), άρα \(I_B\approx 9.3/(55100)=1.69\cdot10^{-4}\mathrm{A}=169\mu\mathrm{A}\approx170\mu\mathrm{A}\). Επαληθεύεται ενεργός περιοχή: \(V_{CE}\approx0.7\mathrm{V}>0.02\mathrm{V}\).
Ερωτ.5¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
36mA
\(I_B=(10-0.7)/10\mathrm{k}\Omega=0.93\mathrm{mA}\), άρα αν είναι ενεργό \(I_C=100I_B=93\mathrm{mA}\). Από KCL στον συλλέκτη: \((10-V_C)/50=I_C+V_C/100\). Λύνοντας: \(V_C\approx3.57\mathrm{V}\). Άρα \(I_{Ro}=V_C/100\approx35.7\mathrm{mA}\approx36\mathrm{mA}\).
Ερωτ.6¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
850mV
Το τρανζίστορ είναι σε κόρο. Με \(V_{CE,sat}=0.02\mathrm{V}\), έστω \(V_E=x\). Τότε \(V_B=x+0.7\), \(V_C=x+0.02\). Από KCL: \(I_E=I_C+I_B\), δηλαδή
[
\frac{x}{10}=\frac{8-(x+0.02)}{100}+\left(\frac{8-(x+0.7)}{500}-\frac{x+0.7}{1000}\right).
]
Προκύπτει \(x\approx0.829\mathrm{V}\), άρα \(V_C\approx0.849\mathrm{V}\approx850\mathrm{mV}\).
Ερωτ.7¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
1mA
Σε DC και με αρνητική ανάδραση, \(V_A=V_i=1\mathrm{V}\). Ο πυκνωτής είναι ανοιχτός στο DC, άρα \(V_o=(1+R_1/R_2)V_i=(1+1\mathrm{k}/1\mathrm{k})\cdot1=2\mathrm{V}\). Το ρεύμα στην \(R_1\) είναι \((V_o-V_A)/R_1=(2-1)/1\mathrm{k}\Omega=1\mathrm{mA}\).
Ερωτ.8¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
22dB
Στο \(1\mathrm{kHz}\): \(|Z_C|=1/(2\pi fC)\approx1591.5\Omega\). Η παράλληλη \(R_1\|C\) είναι \(Z_f\approx775.5-j974.4\Omega\). Το κέρδος είναι
[
\left|1+\frac{Z_f}{R_2}\right|
=\left|1+\frac{775.5-j974.4}{100}\right|
\approx |8.755-j9.744|\approx13.1.
]
Άρα \(20\log_{10}(13.1)\approx22.3\mathrm{dB}\), δηλαδή περίπου \(22\mathrm{dB}\).