BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLA KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR AUTOMATIKA INTÉZET ELEKTRONIKA MINTAPÉLDÁK

Átírás

1 BDAPST MŰSZAK FŐSKOLA KANDÓ KÁLMÁN VLLAMOSMÉNÖK FŐSKOLA KA ATOMATKA NTÉZT LKTONKA MNTAPÉLDÁK Összeállította: Dr. váncsyné Csepesz rzsébet Bapest,.

2 ) gy valóságos rétegióa mnkaponti aatait méréssel határoztk meg: a ióa nyitóirányú feszültsége:,6 V, a ióa nyitóirányú árama: ma, a termiks feszültség értéke: T 6 mv. Számítsa a ióa visszáramát! T e, e, 9,5 4 A T e,6 6 ) Mekkora előtétellenállást kell a ióával sorbakapcsolni, ha a telepfeszültség t,7 V, és azt szeretnénk, hogy a ióán 5 ma áram folyjon át? A ióa nyitóirányú feszültségét a ióa-egyenletből számolja, ha a ióa visszárama -4 A és a termiks feszültség T 6mV! D t T e, 5 ln 6 ln -4 T,,7 V t, t,7,7 4 Ω 5 Mekkora a ióa inamiks ellenállása a fenti mnkapontban? r 6 T, r 5, Ω i 5 M, M

3 ) Aott az alábbi ióás kapcsolás. ajzolja le a menet iőfüggvényét, ha a bemenetekre aott jelek: 5 sinωt és 5 sin(ωtπ)! A ióák ieálisak! 5V,, D D,5V π / π π ωt 4) Számítsa az t terhelő ellenálláson eső feszültséget! A ióák teljesen egyformák! A ióa maraékárama: o 4 A, A termiks feszültség: T 6 mv.,8 ma t ma t t,8,8 A, 8 ma, T e,,8 T ln 6 ln, 685V 4,,55 V

4 5) Határozza meg az áramgenerátor áramát, ha a meneti feszültség:,55 V, és a ióák teljesen egyformák! A ióa maraékárama: o 4 A, A termiks feszültség: T 6 mv.,55 V, 685V,, T T, e 4 e e 685 6, 766 ma 6) Mennyit változik a ióa nyitóirányú feszültsége, ha árama a -szeresére nő ( )? A termiks feszültség: T 6 mv. T T e, e, e T e, T ln, T T ln 6, 59, 8 mv 7) Határozza meg az ábrán látható elemi feszültségstabilizátor előtétellenállásának nagyságát! be be Z Z t t 4

5 Aatok: A tápfeszültség: be 5 V± V, a terhelő áram: t... ma, a Zener ióa névleges feszültsége: ZN 6, V, a Zener ióa névleges árama: ZN 5 ma, a Zener ióa inamiks ellenállása: r z Ω, a Zener ióa megengeett isszipációs teljesítménye: P max 6mW. be Z t A Zener áramának maximális értéke: P 6 max Zmeg 97 ZN 6, ma. A Zeneren akkor folyik maximális áram, ha a bemeneti feszültség maximális és a terhelő áram minimális értékű: bemax 8 V, tmin. be Z be, Z be t be max ZN 8 6, Z max t min, be max ZN 8 6,, 6Ω Ω 97 Zmeg A Zeneren akkor folyik a legsebb áram, ha a bemeneti feszültség minimális és a terhelő áram maximális értékű: bemin V, tmax ma. 6, be min ZN Z min t max A Zener minimális árama: zmin zn 5 ma. be min Z min ZN t 6, 5 Ω Ω Ω Ω 8 Ω Mekkora lesz a meneti feszültség változása, ha a bemeneti feszültség be V-ot változik? rz be 5 mv. r 9 Z 5

6 Mekkora a meneti feszültség változása, ha a terhelő áram t 5mA-t változik? rz, t rz t 5 mv. 8) Aott az alábbi Zener ióás határoló kapcsolás. A bemeneti feszültség: be 8sinωt [V]. A ióák nyitóirányú feszültsége:,7 V (nem változik!), a letörési feszültségük: Z Z, V. ajzolja le a be- és a menet iőfüggvényét!,,7 4 V, ( ) (,,7) 4 V Z Z be 8 V be be Z Z 4 V 4 V π π ωt 9) Határozza meg az ábrán látható tranzisztoros erősítő kapcsolás mnkaponti aatait! Aatok: A tápfeszültség: t V, a tranzisztor bázis-emitter feszültsége: B,7 V, az emitter ellenállás: kω, a kollektor ellenállás: a bázisosztó ellenállásai: C 5 kω, 7 kω, 7 kω, A tranzisztor nagyjelű áramerősítési tényezője: B. 6

7 t C C C C B be 7 B t, 7 V 7 7 B B,7,7 V V ma C C CC 5 5V 5 C t C C t C 5 5V V ) Határozza meg az ábrán látható tranzisztoros erősítő kapcsolás mnkaponti aatait! Aatok: A tápfeszültség: t 5 V, t 5 V, a tranzisztor bázis-emitter feszültsége: B,6 V, az emitter ellenállás: kω, a kollektor ellenállás: C 5, kω, A tranzisztor nagyjelű áramerősítési tényezője: B. 7

8 C C C C B C B t t B, B, V,6 B 6 ( 5) 4, V t 4 4,4, 46 ma C C CC,46 5, 7, 45V C t C 5 7,45 7, 55V 7,55,6 8, ( ) V C C 5 ) Határozza meg az alábbi fölelt emitteres kapcsolás kollektor áramát! Számítsa az erősítő fokozat feszültségerősítését (A ), bemeneti ( be ) és meneti ( ) ellenállását sávközépen! Aja meg a feszültségerősítést B-ben is! g C B C B C C C C t t t t Aatok: T BC 8C, β 5 kω C 5, kω t kω C µf C 47 µf Bmp,6 V t 5 V t 5 V T 6 mv B, B B,6 V ( t ),6 (5) 4,4 V 4,4, 46 ma C,46 ma C,46 T 6 gm 56 ms, r 7,8 Ω 6,46 T 5, C t, 7 kω ( 5, ) C t A gm C t 89, r ( ) [ B] lg A 45, B A 5 r βr 5 7,8 4, kω be B 45 C 5, kω C 8

9 ) Határozza meg az ábrán látható tranzisztoros közös emitterű erősítő kapcsolás kollektor áramának ( C ) értékét, valamint a kapcsolás feszültségerősítésének (A ), bemeneti ellenállásának ( be ) és meneti ellenállásának ( ) nagyságát! Aatok: a tranzisztor típsa: N586, váltakozó áramú áramerősítési tényezője: β, a bázisosztó ellenállásai: 7 kω, 7 kω, az emitterellenállás: kω, az emitter hiegítőkonenzátor: C 47 µf, a kollektorellenállás: C 5 kω, a terhelőellenállás: t kω, a bemeneti csatolókonenzátor: C µf, a meneti csatolókonenzátor: C µf, a tranzisztor bázis-emitter feszültsége: Bmp,7 V, a termiks feszültség: T 6 mv, tápfeszültség: t V. t C C C C B C C C be C t 7 B t, 7 V 7 7 B B,7,6 V V ma C gm 8 ms 6 A T g m ( ) C t C t r ( ) βr 5, kω be 588 kω C 5 6 T C r 5 8 ( 5 ) 6 Ω 6 9

10 ) Határozza meg az ábrán látható tranzisztoros közös emitterű erősítő kapcsolás kollektor áramának ( C ) értékét, valamint a kapcsolás feszültségerősítésének (A ), bemeneti ellenállásának ( be ) és meneti ellenállásának ( ) nagyságát! Aatok: a tranzisztor típsa: N586, váltakozó áramú áramerősítési tényezője: β, a bázisosztó ellenállásai: 7 kω, 7 kω, az emitter ellenállás: kω, a kollektor ellenállás: C 5 kω, a terhelő ellenállás: t kω, a bemeneti csatolókonenzátor: C µf, a meneti csatolókonenzátor: C µf, a tranzisztor bázis-emitter feszültsége: Bmp,7 V, a termiks feszültség: T 6 mv, tápfeszültség: t V. t C C C B C C C C be t 7 B t, 7 V 7 7 B B,7,6 V V ma 6 T C r A C t 6 Ω 5 ( 5 ) ( ) β ( r ) 9, kω be 9 C 5 kω,6

11 4) Határozza meg az ábrán látható tranzisztoros közös kollektorú erősítő kapcsolás A feszültségerősítésének, be bemeneti ellenállásának, valamint meneti ellenállásának értékét! Aatok: a tranzisztor típsa: BC8, váltakozóáramú áramerősítési tényezője: β, a bázisosztó ellenállásai:,4 kω,,6 kω, az emitterellenállás: kω, a terhelőellenállás: t kω, a bemeneti csatolókonenzátor: C µf, a meneti csatolókonenzátor: C µf, a tranzisztor bázis-emitter feszültsége: Bmp,7 V, a termiks feszültség: T 6 mv, a tranzisztor mnkaponti emitterárama: ma, tápfeszültség: t 5 V. t C C B C C C be t A A ' B A A H A B ( ) gm t ( ) 58 A ' A H A A B 58,98 59 ' be ' B B m t t r β r, k ( r r g ( )) β r βr ( ) ( ( )) Ω be t ' H ü

12 A g B ü ü ü m ü H A B g ' ü m r Ω H g ü m 5) Határozza meg az alábbi kapcsolás mnkapont beállító elemének értékét, ha t ma! Határozza meg a terhelő ellenállás tmin minimális, valamint az tmax maximális értékét, amelynél még áramgenerátorként műköik a kapcsolás! Aatok: Z B B C t C t t B,6 V, t 5 V, Z 5,6 V, kω. B Z, B 5,6 V B B 5,6,6 5 V, t 5 5 tmin kω Az áramgenerátorként való műköés feltétele, hogy a tranzisztor kollektor-bázis ióája zárt marajon: BC, tehát C > B. t t t C t tt B bből a feltételből határozható meg a terhelő ellenállás maximális értéke: 5 5,6 t B t max 9, 4 t kω

13 6) Határozza meg az ábrán látható JFT-es fölelt sorce-ú erősítő mnkaponti aatait és a feszültségerősítését! be g C G D GS D DS C t t Aatok: t 5 V G,5 V D kω G MΩ t kω g 5 Ω G DSS ma o 5 V GS,5 DS DSS, 5 ma 5 DS t DS D 5,5-7,5 V g DSS GS m 5 5,5 ms A g m ( ) ( ) 4, 6 D t ajzolja meg léptékhelyesen az és DS iőfüggvényeket, ha be, sin ωt [V]!,46 V DS 7,96 V 7,4 V, V be DS 7,5 V π ωt π ωt,46 V

14 7) Állítsa be a JFT mnkapontját DSmp ma-re! D D C C t GS t be G S Ds C S Aatok: t V G MΩ D kω t kω DSS 5 ma o 5 V A C és C csatolókonenzátorok végtelen nagy értékűnek tenthetők. Határozza meg a kapcsolás A feszültségerősítésének értékét! Aja meg a feszültségerősítés nagyságát B-ben is! G GS DS DSS DS GS DSS 5 97 S GS,97 V ( 5), V S S,97,97 9, 7 Ω D DS t DSD DSS 9,7 9, 8V g A A m g DSS GS,97 m 5 5 4,89 ( ),89 4, 44 D [ B] lg A t,94 B 4 Határozza meg az be bemeneti és az meneti ellenállás nagyságát! be G D S 4

15 8) Határozza meg az ábrán látható tranzisztoros ifferencia-erősítő kapcsolás mnkaponti aatait és a feszültségerősítésének nagyságát szimmetriks vezérlés esetén! t Aatok: be C C B B B C C C C C t B B B T T be t ± 5 V B B B kω C C C 5 kω,6 kω t kω B,6 V β β T 6 mv t B B B B,6, 6 V,6 5 4, ( ) ( ) V t 4 4,4 4 ma,6 C C C ma T 6 r Ω, r r r gm 77 ms r A s g m C t A s [B] lg A s 45,57 B ( r ) ( r ) 4, Ω β k bes B B B 5

16 9) Határozza meg az ábrán látható erősítő kapcsolás feszültségerősítését (a lineáris tartományban)! Aatok: be t t kω kω t V t V A ajzolja meg a meneti feszültség léptékhelyes iőfüggvényét, ha: a) be (t),5 sin ωt [V] b) be (t),5 sin ωt [V] t,5 V 5 V,5 V be π ω t π ω t,5 V t 6

17 ) Határozza meg az ábrán látható, műveleti erősítővel megvalósított neminvertáló erősítő A feszültségerősítését! Aatok: be kω 9 kω max t 5 V min t 5 V ajzolja le az be bemeneti és az meneti feszültség iőfüggvényét, ha a) be,5sin ωt [V], b) be sin ωt [V]! be be 5 V 5 V V be,5 V be V ω t ω t ) Határozza meg az alábbi kapcsolás meneti feszültségének értékét! be V be V kω kω be kω be 4 kω 7

18 a) be, be b) be, be be be 4 4 be be be be be be ( ) ) Határozza meg az ábrán látható összegző kapcsolás meneti feszültségét a táblázatban az a) és a b) oszlopban megaott bemeneti feszültségek esetén! v t t k i Aatok: t V t V kω kω v kω a) b) V V V - V V 8 V v be be a) V Mivel a műveleti erősítő tápfeszültsége t ± V, ezért a meneti feszültség sem lehet nagyobb ennél az értéknél, tehát: V. b) ( ) 8 V 8

19 ) Határozza meg az ábrán látható műveleti erősítős áramgenerátor terhelő ellenállásának minimális és maximális értékét! t Aatok: t t t t ± V, be 5 V, 7,5 kω. be be t tmin be 5 be, 67 ma, 7,5 be t, tmax, t, t max t max 5 kω,67 t 4) Mekkora az A feszültségerősítés és az referenciafeszültség értéke, ha a komparátor transzfer karakterisztikája a következő? V V,V,99V be Megolás: be,v V V A, be 9

20 5) ajzoljon egy ieális invertáló hiszterézises komparátort! Számítsa a komparátor billenési szintjeit! ajzolja le a kapcsolás transzfer karakterisztikáját! be ref n p Aatok: ref 5 V, H (max) 5 V, L (max) 5 V, kω, 9 kω. 9 f ref H V a ref L 5 5 V 9 9 H a ref f be L 6) ajzoljon egy neminvertáló hiszterézises komparátort, és annak transzfer karakterisztikáját! Határozza meg az alsó és a felső billenési szintet ( a, f ), valamint a hiszterézis nagyságát ( h )! H ref be be a ref f L

21 Aatok: ref 5 V, H (max) 5 V, L (max) 5 V, kω, kω. ref L f ref L 5 7 ( 5) V ref H a ref H V h f a H L ( ) 7 4 V 7) Aott az alábbi komparátor kapcsolás! be ref 4 Z Aatok: kω, 5,5 kω,, 4,8 kω, Z 5,6 V, ref 4,9 V,,6 V. Határozza meg legnagyobb és legsebb értékét! ( max H ; max L ) H Z 5,6 V L,6 V Határozza meg az alsó és a felső billenési szintet ( a, f ), és a hiszterézis nagyságát ( h )! 5,5 f H ref 5,6 4,9 5, V 5,5 5,5 5,5 a L ref,6 4,9 4, V 5,5 5,5

22 h f a 5, 4,, 99 V ajzolja le a kapcsolás transzfer karakterisztikáját! H Z L a ref f be 8) ajzoljon egy invertáló nllkomparátort! Korlátozza a meneti feszültséget min V és max 5 V közé ióák segítségével! A ióák nyitóirányú feszültsége,6v. be max max 5,6 4, 4 V min,6, ( ) V min 4