ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ 11 Μαρτίου 2004

Transcript

1 Επώνυµο Όνοµα Α.Μ Α ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Μαρτίου 004 Θέµατα βαθµολογικά ισοδύναµα ιάρκεια εξέτασης 0 Θέµα ο Α) Κρύσταλλος S περιέχει προσµίξεις δότη µε συγκέντρωση Ν D 0 5 cm - ενώ, στη θερµοκρασία δωµατίου η συγκέντρωση ενδογενών φορέων του καθαρού κρυστάλλου είναι n,5 0 0 cm -. Στην ίδια θερµοκρασία οι ευκινησίες οπών και ηλεκτρονίων είναι, µ 500 cm /V ec και µ e 500 cm /V ec. Να προσδιοριστεί η αντίσταση δείγµατος κύβου πλευράς cm. ίνεται το φορτίο του ηλεκτρονίου q, % Β) Στην ηµιανορθωµένη κυµατοµορφή ηµιτονικής τάσης του σχ. να οριστεί και να προσδιοριστεί αναλυτικά η συνεχής συνιστώσα της τάσης. 50% Vlt ωt 0 π π Σχ. Λύση Α) Η ειδική αγωγιµότητα του ηµιαγωγού δίνεται από τη σχέση, (Κεφ. ), n σ q µ end qµ ND Επειδή η συγκέντρωση των δοτών είναι µεγαλύτερη από δυο τάξεις µεγέθους σχετικά µε τη συγκέντρωση ενδογενών φορέων, η παραπάνω σχέση προσεγγίζεται ικανοποιητικά ως, σ qµ e N D Αντικαθιστώντας τις τιµές προκύπτει, 9 5 cm σ, V ec cm σ 0,48 0,48 ec V cm Ω cm Εποµένως, η ειδική αντίσταση του ηµιαγωγού είναι, ρ, Ω cm σ Η αντίσταση δείγµατος κύβου προκύπτει ως,

2 Β) π l ρ, Ω S V dc ( ωt)d( ωt) V n( ωt)d( ωt) π π 0 V π V Vdc c( ωt) 0 π π π 0,8 V Θέµα ο Α) Στον ενισχυτή του σχ. να προσδιορίσετε το σηµείο ηρεµίας Q για το τρανσίστορ. ίνονται: V E 0,7V και β00. 70% Β) Στο ηλεκτρικό ισοδύναµο µοντέλο του JT τρανσίστορ, πώς ορίζονται οι παράµετροι e, fe και πώς προσδιορίζονται µε βάση τις χαρακτηριστικές καµπύλες του τρανσίστορ. 0% V 0V 00K 4K 5K E K Σχ. Λύσή Α) Το ισοδύναµο κύκλωµα του σχ., στο συνεχές, δεικνύεται παρακάτω. V I V I Ε όπου, // 0 KΩ V V V V I V E βιβε I 6, 5 µα

3 Β) Βλ. κεφ. 5 Ι βi, m V I VE IE VE Q (,5 V, m),5 V Θέµα ο Α) Στον ενισχυτή του σχ. να προσδιορίσετε την ενίσχυση τάσης σε γραµµική κλίµατα και σε d. Θεωρείστε ότι όλοι οι πυκνωτές δρουν ως βραχυκυκλώµατα στο εναλλασσόµενο. ίνονται: fe 00 και e 4K. 70% Β) Περιγράψτε το αρχείο εισόδου SPIE βάσει του οποίου είναι δυνατός ο προσδιορισµός της ενίσχυσης τάσης µε εξοµοίωση. 0% V 0V 00K 4K K 5K E K 0K Σχ. Λύση Το ισοδύναµο κύκλωµα του ενισχυτή στο εναλλασσόµενο δεικνύεται παρακάτω, e ce c α) e fe β)

4 όπου, // 0 KΩ. Γνωρίζουµε ότι, όπου, λόγω διαιρέτη ρεύµατος, είναι, Άρα, όπου, Θέτοντας, Προκύπτει, Όπου από διαιρέτη τάσης, Εποµένως, Β) SPIE mplfer x. Vcc 4 0 dc 0 V 0 ac k u 4 00k 0 5k c 4 5 4k e 6 0 k e 6 0 u Q 5 6 qtet.mdel qtet npn F u 7 0 0k.p.ac ct 0 0 meg.pre.end fe fe fe //,85 KΩ e fe e ( // e ( // e ) fe e ) 0,56 75 d 0lg c 0, ,5 d 4

5 Θέµα 4 ο Α) Στο κύκλωµα του σχ.4 η τάση είναι ηµιτονική πλάτους V και συχνότητας KHz, ενώ, η V E είναι συνεχής τιµής V. Θεωρώντας ότι ο ΤΕ είναι ιδανικός, προσδιορίστε µε βάση την αρχή της επαλληλίας την έξοδο συναρτήσει των και V E. K K K V E V 4 K Σχ.4 Λύση α) Όταν V E 0, έχουµε έναν ενισχυτή αρνητικής ενίσχυσης, ; β) Όταν 0, έχουµε έναν ενισχυτή θετικής ενίσχυσης, Άρα, ;; ( ) ;; V 4 VE VE 4 E ; ;; VE n( ω t) n(π 0 t) V 5

6 Θέµα 5 ο Στο κύκλωµα του σχ.4 οι τάσεις και είναι ηµιτονικές πλάτους V και συχνότητας KHz, ενώ, η V E είναι συνεχής τιµής V. Θεωρώντας ότι ο ΤΕ είναι ιδανικός, προσδιορίστε µε βάση την αρχή της επαλληλίας την έξοδο συναρτήσει των, και V E. Απ.: 4V K E f K K V E V Σχ.4 Θέµα 6 ο Στο κύκλωµα του σχ.4 οι τάσεις και είναι ηµιτονικές πλάτους V και συχνότητας KHz. Θεωρώντας ότι ο ΤΕ είναι ιδανικός, προσδιορίστε µε βάση την αρχή της επαλληλίας την έξοδο συναρτήσει των,. Απ.: 4 K f K K Σχ.Γ4 6

7 Θέµα 7 ο Α) Στον ενισχυτή του σχ. να προσδιορίσετε την ενίσχυση ρεύµατος σε γραµµική κλίµατα και σε d. Θεωρείστε ότι όλοι οι πυκνωτές δρουν ως βραχυκυκλώµατα στο εναλλασσόµενο. ίνονται: fe 00 και e 4K. 70% Β) Περιγράψτε το αρχείο εισόδου SPIE βάσει του οποίου είναι δυνατός ο προσδιορισµός της ενίσχυσης ρεύµατος µε εξοµοίωση. 0% Απ.: 47,4 V 0V d,5 d 90K 4K K 5K E.6K 0K Σχ.Γ 7