R 1. Σχ. (1) Σχ. (2)

Ηλ/κά ΙΙ, Σεπτ. 05 ΘΕΜΑ 1 ο (2,5 µον.) R 1 (Ω) R B Ρελέ R2 R3 Σχ. (1) Σχ. (2) Φωτεινότητα (Lux) Ένας επαγγελµατίας φωτογράφος χρειάζεται ένα ηλεκτρονικό κύκλωµα για να ενεργοποιεί µια λάµπα στο εργαστήριό του ώστε να έχει σταθερό φωτισµό, όταν η φωτεινότητα του περιβάλλοντος πέσει κάτω από τα 4 lux. Ζητάει τη βοήθεια του γιου του που σπουδάζει ηλεκτρολόγος και εκείνος του προτείνει το κύκλωµα που φαίνεται στο Σχ. 1, στο οποίο η τιµή της φωτοαντίστασης R1 µεταβάλλεται σε σχέση µε τη φωτεινότητα περιβάλλοντος, όπως δείχνει το Σχ. 2. (α) Συµφωνείτε µε την πρόταση του συναδέλφου σας; ικαιολογήστε. (β) Αν για να λειτουργήσει το ρελέ θέλει 20 ma, το τρανζίστορ έχει β=10 και είναι: R B =1,2 kω, R 3 =1 kω και V BE =0,8 V, πόση θα πρέπει να είναι η τιµή της R2 για να κλείσει το ρελέ όταν η φωτεινότητα περιβάλλοντος γίνει 4 lux; ΘΕΜΑ 2 ο (2,5 µον.) Ζητείται να σχεδιαστεί (σ αυτό το φύλλο) και να εξηγηθεί η µορφή της τάσης εξόδου V 0 του κυκλώµατος του Σχ. 1. Η είσοδος E i φαίνεται στο Σχ. 2. Θεωρήστε ότι η ανώτερη και κατώτερη τιµή V 0 είναι αντίστοιχα +V sa και -V sa. V ref = -2 V E i +V sa -V sa R L Vo E i +5 V V ref =-2 V -5 V Σχ. 1 V Ο Σχ. 2 +V sa -V sa

ΘΕΜΑ 3 o (2,5 µον.) Το ρελέ στο παρακάτω κύκλωµα τροφοδοτεί µε τάση τη θερµαντική αντίσταση που βρίσκεται µέσα σε ένα ενυδρείο και χρησιµοποιείται για να κρατάει τη θερµοκρασία του νερού σταθερή. Η R Θ βρίσκεται και αυτή µέσα στο ενυδρείο και η τιµή της αυξάνεται όσο η θερµοκρασία του νερού πέφτει. Η µέγιστη επιτρεπτή θερµοκρασία του νερού είναι 32 C 0 και η τιµή της R Θ είναι τότε 12 kω. (α) Υπολογίστε την τιµή της R 1 για να απενεργοποιηθεί το ρελέ στη θερµοκρασία αυτή και να σταµατήσει να λειτουργεί η θερµαντική αντίσταση. (β) Εξηγήστε γιατί το ρελέ ενεργοποιείται όταν η θερµοκρασία του νερού πέσει κάτω από τους 32 C 0.. Θεωρείστε την τιµή της R 1 ίση µε αυτή που υπολογίσατε στο (α). (γ) Υπολογίστε την τιµή της R 4 ούτως ώστε το ρεύµα της βάσης να µην ξεπεράσει τα 2 ma. Είναι V BE =0,7 V. +12 V ρελέ R 1 R 2 10 kω +12 V R 4 θερµαντική αντίσταση R θ R 3 5 kω -12 V ΘΕΜΑ 4 ο (2,5 µον.) Για το παρακάτω κύκλωµα και για v i =0, υπολογίστε τα V B, V E και V C. Είναι V BE =0,7 V και I E I C. +15 V C1 R 1 33 k R L R C 2.7 k 2,7 kω v i V B R 2 12 k C2 R E 1.5 k V E v o ( V C) ιάρκεια: 2 ώρες

Ηλ/κά ΙI, 20 Ιαν. 05, 1η +V CC 15 V ΘΕΜΑ 1 (2 µον) Στο κύκλωµα ισχύει: β Q1 =β Q2 =110, V BEQ1 =V BEQ2 =0,7 V. R 1 10 kω Να υπολογιστεί η τιµή του ρεύµατος Ι Ε. Q 1 Q 2 R 2 22 kω R Ε 22 Ω I E Θέµα 2 ο (2 µον.) Στο κύκλωµα του Σχ. (α) το τρανζίστορ χρησιµοποιείται σαν διακόπτης. ηλ. όταν =0 το τρανζίστορ λειτουργεί στην αποκοπή και όταν =1 το σηµείο λειτουργίας µεταβαίνει στον κόρο και η V BE λαµβάνει τιµή 0,8 V. ίνεται β=100. (α) Σχεδιάστε τη V 0 στη θέση που φαίνεται στο Σχ. (β) όπου φαίνεται και η µορφή της. (0,5 µον) (β) Υπολογίστε την τιµή του ρεύµατος συλλέκτη για =1. (1 µον) (γ) Υπολογίστε την τιµή της R B για να δηµιουργηθεί το I C που υπολογίσατε. (0,5 µον) + V CC =1 +1 R C =2,7 kω I C R B V 0 V 0 I B V BE (α) (β)

Θέµα 3 ο (2 µον.) +V DD Στο κύκλωµα είναι: V DD =+12 V, R 1 =6,8 MΩ, R 2 =1 MΩ, R D =3,3 kω, R S =2,2 kω και V D =7 V. R 1 R D Να υπολογιστεί η τάση V GS. R 2 R S Θέµα 4 ο (2,5 µον.) Η έξοδος του κυκλώµατος του σχ (α) φαίνεται στο σχ. (β). Οι τιµές που µπορεί να λάβει η είναι ±1. α) Σχεδιάστε τη στη θέση που φαίνεται στο σχ. (β). (1 µον.) β) είξτε όλους τους υπολογισµούς σας αναλυτικά. (1,5 µον.) +5 V R=2 kω C= 1 µf 3 ms 3 ms 3 ms (a) (β)

Θέµα 5 ο (1,5 µον.) (α) Πόσα σηµεία απαιτούνται για τη χάραξη της dc ευθείας φορτίου του τρανζίστορ στο κύκλωµα; (0.5 µον.) (β) Πώς µπορείτε να βρείτε αυτά τα σηµεία; (1 µον.) +V CC R 1 R C C 2 C 1 R 2 R E C E

2 η Εξετ. Χειµ. 04-05 +V CC 2 ΘΕΜΑ 1 ο R 1 (2 µον.) 1 kω Στο δίπλα κύκλωµα: (α) Εξηγήστε τον ρόλο των D 1, D 2. (0,4 µον.) D 1 V (β) Υπολογίστε το ρεύµα I C(sa). (0,8 µον.) in D (γ) Ποια είναι η µέγιστη ισχύς που καταναλώνεται στο φορτίο; (0,8 µον) 2 R 2 2 kω Q 1 Q 2 Vou R L 16 Ω ΘΕΜΑ 2 ο (2 µον.) Στο δίπλα κύκλωµα: α. Εξηγήστε τον ρόλο των R1, R2. (0,5 µον.) +V β. Εξηγήστε τον ρόλο των C1, C2. (0,5 µον.) CC γ. Εξηγήστε πως δηµιουργείται το φαινόµενο της αρνητικής ανάδρασης (ανατροφοδότησης) στον ενισχυτή, (0,5 µον.) δ. Εξηγήστε γιατί η Vou έχει διαφορά 180 ο σε σχέση µε την Vin. (0,5 µον.) R 1 R C C 2 C 1 R 2 R E C E

ΘΕΜΑ 3 ο (1,5 µον.) V CC V CC άν τα τρανζίστορ των δύο κυκλωµάτων είναι πανοµοιότυπα, (α) οι ενδείξεις των οργάνων του κυκλώµατος του Σχ. (β) διαφέρουν από αυτές του κυκλώµατος του Σχ. (α); (0,1 µον.) (β) δικαιολογήστε επαρκώς την άποψη σας. (1,4 µον.) R R (α) (β) ΘΕΜΑ 4 ο (2 µον.) Στο παραπάνω κύκλωµα η R 1 είναι θερµίστορ δηλ. αντίσταση της οποίας η τιµή µεταβάλλεται µε τη θερµοκρασία. Σε µερικά θυρίστορ η αντίστασή τους αυξάνεται µε την κάθοδο της θερµοκρασίας ενώ σε άλλα µειώνεται. Ποιος τύπος θυρίστορ θα πρέπει να χρησιµοποιηθεί κατά τη γνώµη σας στο κύκλωµα, για να ηχήσει ο συναγερµός σε περίπτωση παγετού; ικαιολογήστε την άποψη σας µε λεπτοµέρειες. ΘΕΜΑ 5 ο (2,5 µον.) Το σχ. (β) δείχνει τις τάσεις εισόδου ( ) και εξόδου ( ) του κυκλώµατος του σχ. (α). Στο σηµείο Α της είναι ω=48,59 rad.

(α) Σε ποια από τις δύο εισόδους του Τ.Ε. εφαρµόζεται η ; (1,25 µον.) (β) Τι είδους τάση εφαρµόζεται στην άλλη είσοδο; (1,25 µον.) +24 V (-) R +1 Α ω (+) R -1-24 V +1 (a) -1 (β) 1 η Εξετ. Χειµ. 03-04 ΘΕΜΑ 1 (5 µον.) Το dc κέρδος ρεύµατος h FE =β dc σε ένα διπολικό τρανζίστορ µαζικής παραγωγής δεν έχει σταθερή τιµή. Το τρανζίστορ 2Ν3904 π.χ., παρουσιάζει ένα β dc ανάµεσα στο 100 και το 300. Στην πράξη τα κυκλώµατα ενισχυτών µε διπολικά τρανζίστορ, χρησιµοποιούν κατάλληλο κύκλωµα πόλωσης που µειώνει στο ελάχιστο την επίδραση του β dc, στη λειτουργία του κυκλώµατος. Σχεδιάστε το κύκλωµα αυτό και εξηγήστε: α) (3 µον.) χρησιµοποιώντας τον ελάχιστο αριθµό µαθηµατικών σχέσεων (όχι πάνω από τρεις), πως το ρεύµα εκποµπού του κυκλώµατος γίνεται ανεξάρτητο από το β dc του τρανζίστορ, β) (1 µον.) µε ποιο τρόπο δηµιουργείται αρνητική ανάδραση στο κύκλωµα, γ) (1 µον.) κάτω από ποιες συνθήκες και µε ποιον τρόπο µπορεί να µειωθεί το ποσοστό της αρνητικής ανάδρασης στο κύκλωµα.

ΘΕΜΑ 2 (5 µον.) Τα σχήµατα 1α και 2α δείχνουν δύο κυκλώµατα ενός ΤΕ. Οι αντιστάσεις R 1 και R 2 είναι ίσες και η είσοδος V IN που εφαρµόζεται και στα 2 κυκλώµατα είναι η ίδια και φαίνεται στα σχήµατα 1β και 2β. Ζητείται να σχεδιάσετε α) (2,5 µον.) την έξοδο του κυκλ. 1α πάνω στο σχήµα 1β και β) (2,5 µον.) την έξοδο του κυκλ. 2α πάνω στο σχήµα 2β. V + V + V IN R 1 R 1 V IN V OUT V OUT R 2 R 2 V V Σχ. 1α Σχ. 2α

V + V IN V + V IN 0V 0V V Σχ. 1β V Σχ. 2β ΙΑΡΚΕΙΑ: 1ώρα και 30 λεπτά 2 η Εξετ. Χειµ. 03-04 1. Ο κάθε σπουδαστής µπορεί να χρησιµοποιεί το βιβλίο ή τις σηµειώσεις του. 2. Οι σπουδαστές δεν µπορούν να ανταλλάζουν βιβλία, σηµειώσεις ή κοµπουτεράκια. 3. Στην επίλυση των ασκήσεων δείξτε όλους τους υπολογισµούς που απαιτούνται για να φτάσετε στο αποτέλεσµα. 4. Στην επίλυση των ασκήσεων τα αποτελέσµατα θα πρέπει να έχουν τις κατάλληλες µονάδες. 1. (3 µον.) Στο δίπλα κύκλωµα είναι V CC =1, το φορτίο καταναλώνει ισχύ 30 W και το τρανζίστορ είναι πυριτίου και έχει β=1000. Να υπολογιστεί η τιµή της R B για να λειτουργήσει το φορτίο. Είναι V BE =0,8 V.

2. (4 µον.) Η V ref του κυκλώµατος του σχήµατος (α), φαίνεται στο σχήµα (β). Ζητείται α) να σχεδιαστεί η πάνω στο σχήµα (β) (1 µον.) β) να εξηγηθεί η µορφή της (3 µον.) V ref (V) +6 V 2 6 8 (ms) -6 V (α) (β) 3. (3 µον.) (α) (α)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ IΙ (Σεπτ. 04) Θέµα 1 ο Να υπολογιστεί και να σχεδιαστεί η V 0 του κυκλώµατος του Σχ. (α). Οι τιµές που µπορεί να λάβει η είναι ±1. Η µορφή της φαίνεται στο Σχ. (β). είξτε αναλυτικά τους υπολογισµούς σας. C= 0,02 µf +5 V 0 ( ms) R=50 kω 2 6 ms -5 V (β) Λύση (α) +5 V 0 2 ms 6 ms 7 ms -5 V 1 0-5 V -1 Θέµα 2 ο Το τρανζίστορ του κυκλώµατος του σχήµατος (α) λειτουργεί σαν διακόπτης µε συντελεστή ενίσχυσης ρεύµατος β=50. Οι µορφές των σηµάτων εισόδου ( ) και εξόδου ( ), φαίνονται στο σχήµα (β). Όταν =6 V η γίνεται ίση µε +5 V, η V CE =, το ρεύµα συλλέκτη λαµβάνει τη µέγιστη τιµή του Ι Cmax =10 mα και η τάση V BE είναι 0,7 V. Ζητείται να υπολογιστούν οι τιµές των R C, R E και R B.

V CC 1 +6 V R C R B +1 R E +5 V (β) (α) Θέµα 3 ο Να σχεδιαστεί ένας χρονιστής 555 που να έχει µια συχνότητα ελεύθερης ροής 5,64 khz και έναν κύκλο εργασίας 59,5 %. Ο εξωτερικός πυκνωτής χρονισµού είναι C=0,022 µf Λύση Εφόσον υπάρχει ελεύθερη ροή ο 555 πρέπει να είναι συνδεδεµένος για ασταθή λειτουργία. Με επίλυση των γνωστών σχέσεων : 5 1,44,64kHz = και (R + 2R ) 0,022 10 6 F A B R A + R B κύκλος εργασίας D = 100%, ως προς R A, R B, βρίσκουµε R A + 2R B R A =2,2 kω, R B =9,4 kω Άρα το κύκλωµα έχει όπως φαίνεται δίπλα. R A 2,2 kω R Β 9,4 kω 0,022 µf

Θέµα 4 ο Για το παρακάτω κύκλωµα, υπολογίστε την 2 σε σχέση µε V 1, V 2, και V 3. V 1 10 kω 2,5 kω 10 kω V 2 5 10 kω V 3 10 kω 1 2 Θέµα 5ο Στο παρακάτω κύκλωµα ισχύει: V GS(off) = -5 V, I DSS = 10 ma, και R D = 1 kω. Υπολογίστε την ελάχιστη τιµή της V DD που θέτει το JFET στην ενεργό περιοχή. Λύση Από το κύκλωµα έχουµε: V DD = V DS + I D R D (1). Όπως φαίνεται και από το σχήµα (β), το ρεύµα I D στην ενεργό περιοχή µπορεί να θεωρηθεί σταθερό και ίσο µε I DSS και εποµένως ισχύει V DD(min) = V DS(min) + I D R D (2). Φαίνεται επίσης ότι η ελάχιστη τιµή της V DS(min) που θέτει το FET στην ενεργό περιοχή είναι V DS(min) =V P (3) Επειδή η πύλη είναι βραχυκυκλωµένη V GS = 0 και επειδή V GS(off) = -V P = -5 V P = 5 V (4). Από (2), (3) και (4) V DD(min) = V D(min) + I D R D = 5 + 10 ma x 1k = 15 V R D I D V DD