Ερώτηση 3 (2 µον.) Ε 1. ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι,2 η ΕΞΕΤ. ΠΕΡΙΟ. ΕΑΡ. ΕΞΑΜΗΝΟΥ

Transcript

1 ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι,2 η ΕΞΕΤ. ΠΕΡΙΟ. ΕΑΡ. ΕΞΑΜΗΝΟΥ Ερώτηση 1 (2 µον.) Το σχ. (α) δείχνει το κύκλωµα ενός περιοριστή. Από τη χαρακτηριστική καµπύλη τάσης εισόδου-εξόδου V out = f(v in ) του σχ. (β), φαίνεται ότι µέχρι το σηµείο Μ, ισχύει V out = V in. Μετά η V out παραµένει σταθερή παρά την αύξηση της V in. Εξηγείστε τη λειτουργία του κυκλώµατος και προσδιορίστε τις τιµές των προβολών του σηµείου Μ στους άξονες V out και V in (σηµεία Α και Β). Χρησιµοποιήστε τη 2 η προσέγγιση για τη δίοδο πυριτίου του κυκλώµατος. V in R 1 kω (α) V 1 5 V V out Α 0 V out Μ Β (β) V in Ερώτηση 2 (2 µον.) Να υπολογιστεί το ρεύµα Ι 2 του παρακάτω κυκλώµατος. Η δίοδος zener είναι ιδανική. R Ι Ε 1 42 V 3 Ω R 1 6 Ω Ι 2 R 2 12 Ω Ερώτηση 3 (2 µον.) Στο παρακάτω κύκλωµα η τάση φορτίου στα άκρα της R παραµένει σταθερή όταν το ρεύµα φορτίου κυµαίνεται από 15 µέχρι 65 ma. Η Zener λειτουργεί σαν σταθεροποιήτρια για ρεύµατα από 8 µέχρι 120 ma. Είναι V Z =33 V. Να υπολογιστούν: α. η τιµή της R που επιτρέπει τη σταθεριποίηση της R τάσης φορτίου για ρεύµα φορτίου 65 ma όταν I Ε 1 =65 V, Ε 1 R β. τα όρια της Ε 1 για σταθεροποίηση της τάσης L φορτίου, όταν το ρεύµα φορτίου παραµένει σταθερό στα 55 ma.

2 Ερώτηση 4 (2 µον.) Ασφάλεια Τροφοδοτικό DC τροφοδοτικ ό V out Το δίπλα κύκλωµα εξασφαλίζει τη διακοπή της V OUT σε περίπτωση που αυτή ξεπεράσει µια προκαθορισµένη τιµή. Εξηγείστε τη λειτουργία του κυκλώµατος. Αναφέρετε τον ρόλο του κάθε εξαρτήµατος. Zener SCR R 1 R 3 R 2 Ερώτηση 5 (2 µον.) R B I C V CC R C Στο δίπλα κύκλωµα ισχύει: V CC =+12 V, I B =40 µa, V C =6 V, V BE =0,7 V, β=80. Να υπολογιστούν οι τιµές των: α. R C, β. R B I B

3 (Φεβρ05, 1η) Θέµα 1 ο (2,5 µον) Στο Σχ. (α) η v in =40ηµωt. Να σχεδιαστούν στο Σχ. (β): (a) η V in (0,5 µον.) (β) η V D (2 µον.) σύµφωνα µε την 2 η προσέγγιση. V D V in (V) ωt v ιn 2kΩ 4kΩ 6 kω V D (V) (α) ωt (β) Θέµα 2 ο (2,5 µον.) +50 V -50 V Α Β R 1 50 kω C 1 µf R 3 2 kω R 2 50 kω Ι σκανδ Diac V σκανδ Η συχνότητα της τετραγωνικής κυµατοµορφής, που εφαρµόζεται στα σηµεία Α και Β, είναι 10 khz. Ο πυκνωτής φτάνει στην τιµή της ορθής τάσης διάσπασης του diac σε µια σταθερά χρόνου. (α) Πόσος χρόνος απαιτείται για ν αρχίσει να άγει το triac; (0,5 µον.) (β) Αν το diac άγει όταν η τάση στα άκρα του γίνει 32 V και το triac για να αρχίσει να άγει απαιτεί τάση σκανδαλισµού 1 V, ποια είναι η τιµή του ρεύµατος σκανδαλισµού (ρεύµα πύλης) του triac; (1,5 µον.) (γ) Ποιο είναι το ρεύµα φορτίου; (0,5 µον.) Θέµα 3 ο (2,5 µον.) Στο πρωτεύον του µετασχηµατιστή ενός πλήρους ανορθωτή µε µετασχηµατιστή µε µεσαία λήψη και λόγο 2:1, εφαρµόζεται ηµιτονική τάση µε µέγιστη τιµή 50 V. Mε βάση τη 2 η προσέγγιση: α) να σχεδιαστεί το κύκλωµα και να εξηγηθεί η λειτουργία του (0,5 µον.)

4 β) να σχεδιαστεί η τάση στα άκρα της άνω περιέλιξης του δευτερεύοντος (0,5 µον.) γ) να σχεδιαστεί η V out (0,5 µον.) δ) πόση πρέπει να είναι η PIV των διόδων για να λειτουργήσει το κύκλωµα αξιόπιστα; (1 µον.) Θέµα 4 ο (2,5 µον.) Ένας σπουδαστής επιθυµεί να τροφοδοτήσει το φορητό CD player του από την µπαταρία του αυτοκινήτου του. Η τάση της µπαταρίας µεταβάλλεται από 11,5 V έως 12,5 V και το CD player απαιτεί 6,3 V και 95 ma. Αποφασίζει να χρησιµοποιήσει ένα κύκλωµα σταθεροποιητή τάσης µε Zener µε V Z =6,3 V και ελάχιστο ρεύµα λειτουργίας 10 ma. εν γνωρίζει ακριβώς όµως τι αντίσταση σειράς R S να χρησιµοποιήσει. Ενας συµµαθητής του τον συµβουλεύει να τοποθετήσει στο κύκλωµα µια αντίσταση σειράς R S = 47Ω. Μπορείτε να: (α) σχεδιάστε το κύκλωµα και κρίνετε αν ο σταθεροποιητής θα λειτουργήσει κανονικά, δικαιολογώντας επαρκώς την άποψή σας; (1,25 µον.) (β) υπολογίσετε οποιοδήποτε άλλο µέγεθος των στοιχείων του κυκλώµατος κρίνετε απαραίτητο για να λειτουργήσει το κύκλωµα κανονικά; (1,25 µον.).

5 (Φεβρ05, 2n) Θέµα 1 ο (2 µον.) Να υπολογιστούν στο κύκλωµα (a) οι τάσεις στα άκρα των αντιστάσεων (1,25 µον.) (β) τα ρεύµατα που τις διαρρέουν (1,25 µον.) Χρησιµοποιείστε την 1 η προσέγγιση. Θέµα 2 ο (2 µον.) Να υπολογιστεί η τιµή της µεταβλητής αντίστασης του κυκλώµατος του παρακάτω σχήµατος, για την οποία το SCR σταµατάει να είναι αγώγιµο. ίνονται Ι=10 mα και V ανοδ.- καθ.=0,7 V. Θέµα 3 ο (2 µον.) Στο δίπλα κύκλωµα είναι: R S = 3750 Ω, V Z =50 V, I zmin =5 ma, V R S R L I L I zmax =40 ma και I L = σταθερό=25 ma. Να υπολογιστεί η µέγιστη και η ελάχιστη τιµή της V για την οποία το κύκλωµα λειτουργεί ικανοποιητικά σαν σταθεροποιητής. Θέµα 4 ο (2 µον.) R 1 = 8.2kΩ R L = 5.2kΩ V CC = 10.00V Στο δίπλα κύκλωµα είναι V BE =0,7 V και C IN I B I C I E. Να υπολογιστεί η VIN R 2 = 1.8kΩ V B R E = 1kΩ C E V OUT τιµή της V CE.

6 Θέµα 5 ο (2 µον.) ύο κυκλώµατα πλήρους ανόρθωσης, ένα µε µετασχηµατιστή µε µεσαία λήψη και ένα µε γέφυρα, χρησιµοποιούν τους ίδιους τύπους διόδων και παρουσιάζουν στα άκρα του δευτερεύοντος του µετασχηµατιστή τους τάση V δευτ = 40 V rms. Ποιο από τα δύο κυκλώµατα θα χρησιµοποιούσατε για να λάβετε όσο το δυνατόν µεγαλύτερη dc τάση εξόδου σε ένα ωµικό φορτίο 20 Ω; ικαιολογήστε πλήρως την άποψή σας.

7 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (Χειµ. εξαµ α εξεταστική) 1. I D Στο δίπλα κύκλωµα οι δίοδοι είναι πυριτίου και ίδιες. Το ρεύµα Ι D είναι (χρησιµοποιήστε τη 2 η προσέγγιση): α. 4,25 ma β. 3,89 ma γ. 2,05 ma δ. 1,89 ma 2. To δίπλα κύκλωµα είναι: α. διπλασιαστής τάσης ηµικύµατος β. τριπλασιαστής τάσης γ. διπλασιαστής τάσης πλήρους κύµατος δ. τίποτα από τα παραπάνω 3. Ηµιαγωγός τύπου Ν είναι: α. ο εµπλουτισµένος ηµιαγωγός µε πεντασθενή άτοµα που ονοµάζονται δότες και δηµιουργούν περισσότερα ηλεκτρόνια από οπές β. ο ηµιαγωγός πυριτίου µε πεντασθενή άτοµα που ονοµάζονται δότες και δηµιουργούν περισσότερα ηλεκτρόνια από οπές γ. ο εµπλουτισµένος ηµιαγωγός µε τρισθενή άτοµα που ονοµάζονται δείκτες και δηµιουργούν περισσότερα ηλεκτρόνια από οπές δ. ο ηµιαγωγός πυριτίου µε τρισθενή άτοµα που ονοµάζονται δείκτες και δηµιουργούν περισσότερα ηλεκτρόνια από οπές 4. Στο παρακάτω κύκλωµα η Vin είναι ηµιτονικής µορφής, η δίοδος είναι ιδανική και το dc βολτόµετρο έχει ένδειξη 2V. Η ένδειξη του παλµογράφου είναι: 2 V 6,28 V Vin α. β. 3,18 V γ. δ. 2 V

8 5. Στο δίπλα κύκλωµα οι δίοδοι είναι πυριτίου. Η τάση V out είναι (2 η προσέγγιση): α. 5 V β. 0 V γ. 0,7 V δ. 3,5 V Ι D 6. Στον παρακάτω σταθεροποιητή Zener, η µέγιστη επιτρεπόµενη τιµή της R L είναι: α. 180 Ω β. 220 Ω γ. 470 Ω δ. 250 Ω V 1 V Z =10 V R L 7. Έστω ότι έχουµε µια γέφυρα ανόρθωσης µε φίλτρο και τάση γραµµής 120 V rms, ένα λόγο σπειρών 9,45, µια χωρητικότητα φίλτρου 470 µf και µια αντίσταση φορτίου 1 kω. Η dc τάση φορτίου είναι (2 η προσέγγιση): α. 16,6 V γ. 18 V β. 12 V δ. 14,3 V 8. Κάνοντας χρήση της γραµµής φορτίου στο παρακάτω κύκλωµα βρίσκουµε (1 η προσέγγιση): α. I d =12,5 ma & V d =0,74 V γ. I d =20 ma & V d =2 V β. I d =15,5 ma & V d =0,74 V δ. I d =10 ma & V d =0,72 V 35 R 100 Ω Id (ma) I dq 12,5 ma Vd (V) V dq 0,74 V

9 9. Η τάση εκκίνησης ενός SCR µπορεί να ρυθµιστεί στο επιθυµητό σηµείο: α. ρυθµίζοντας την τάση πύλης β. ελαττώνοντας την τάση της πύλης γ. ρυθµίζοντας την τάση ανόδου-καθόδου δ. αυξάνοντας την τάση τροφοδοσίας 10. R 1, 10 kω R 2, 2,2 kω V CC, +10 V R C, 3,6 kω R E, 1 kω Στο κύκλωµα του δίπλα σχήµατος το δυναµικό της βάσης είναι V B =1,8 V, η τάση µεταξύ βάσηςεκποµπού είναι V BE =0,7 V και το ρεύµα εκποµπού είναι I E =1,1 mα. Εάν είναι Ι Β 0 και I C =I E τάση συλλέκτη-εκποµπού V CE είναι: α. V CE =5 V γ. V CE =5,54 V β. V CE =6,54 V δ. V CE =4,94 V Φορτίο (12-15 V) 12 V V 11. Στο κύκλωµα του δίπλα σχήµατος όταν διακοπεί η τροφοδοσία της πηγής V: α. το φορτίο εξακολουθεί να λειτουργεί β. το φορτίο δεν λειτουργεί γ. στο φορτίο εφαρµόζονται 12 V δ. τίποτα από τα παραπάνω