Zadaci2

Elektronika 1, 2004/05.

1

ZADACI IZ PISMENIH ISPITA IZ ELEKTRONIKE 1 – 2. DIO

1. Odrediti:

a) iznos izlaznog napona (2 boda); b) maksimalni RS (4 boda); c) minimalni RS (4 boda),

da bi stabilizator ispravno radio. Ulazni napon se mijenja u granicama UUL=9÷11 V. Parametri Zenerove diode su: UZ=6,7 V, IZmin=1 mA, PZmax=100 mW. Otpor potrošača je Rp≥100 Ω. Faktor strujnog pojačanja tranzistora iznosi β=100.

UUL RpRS

++

--

UIZ

Rješenje: a) UIZ=6 V; b) RSmax=1,44 kΩ; c) RSmin=288 Ω.

2. Zenerova dioda u stabilizatoru ima parametre: UZ=6 V, IZmin=4 mA i PZmax=200 mW. Potrošač RP=200 Ω, a najmanji ulazni napon iznosi 10 V.

a) Izračunati otpor RSmax. b) Uz izračunati RS odrediti najveći dozvoljeni ulazni napon UULmax. c) Kolika se snaga disipira na diodi ako se greškom potrošač RP odspoji pri

UULmax?

UUL

+

-

RS

Z RP

Rješenje: a) RSmax=117,65 Ω; b) UULmax=13,45 V; c) PZmax=0,38 W.


2

3. Odredite iznos izlaznog napona, te granice u kojima se mora kretati iznos

otpornika RS da bi stabilizator ispravno radio uz RP≥50 Ω i Uul=10±1 V. Parametri Zenerove diode su: UZ=6 V, IZmin=1 mA, PZmax=180 mW. Tranzistor ima β=100.

+

-

ul iz

+

-

RpZ

U U

RS

Rješenje: UIZ=5,3 V, RSmax=1,45 kΩ, RSmin=167 Ω. 4. Za stabilizator na slici izračunati U

izl, R i R

Pmin tako da stabilizator ispravno radi.

Kolika je maksimalna disipacija na tranzistorima, te na otporu R? Uz maksimalni napon valovitosti na izlazu neopterećenog stabilizatora od 1 mV, izračunati dozvoljeni napon valovitosti na ulazu. Zadano je: U

Z=11.4V, I

Zmin=1mA,

PZmax

=0.4W, Uul=16±2V, r

Z=20Ω, R

P≥R

Pmin, β

1,2=10.

T2

+

R+

-

Uizl

Z

-

RP

T1

Uul

Rješenje: Uizl=10 V, Rmin=188,1 Ω, RPmin=6,45 Ω, PT1max=12,4 W, PT2max=1,13 W, PRmax=0,23 W, Uulm=10,4 mV.


3

5. Za pojačalo na slici zadano je: R1=20 kΩ, R2=5 kΩ, RC=2 kΩ, RE=0,5 kΩ, RP=2 kΩ, UCC=10 V. Strujno pojačanje tranzistora je β>>1. a) Odrediti statičku radnu točku ICQ, UCEQ. (2 boda)

b) Odrediti jednadžbe statičkog i dinamičkog radnog pravca. (2 boda)

c) Skicirati radne pravce u polju izlaznih karakteristika. (2 boda)

d) Izračunati maksimalni hod napona između kolektora i emitera. (3 boda)

e) Izračunati maksimalni hod izlaznog napona. (1 bod)

UCC

R1

R2 RE

RC RP uiz

uul

Rješenje: a) ICQ=2,6 V, UCEQ=3,5 V; d) Ucemmax=3,5 V; e) Uizmmax=2,33 V. 6. U sklopu na slici djelilo R1, R2 osigurava stabilnu radnu točku u kojoj je ICQ=2,5

mA≈IEQ. Treba:

a) u koordinatni sustav iC-uCE ucrtati statički radni pravac i označiti statičku radnu točku Q. Koliki je UCEQ? (2 boda)

b) ucrtati dinamički radni pravac (3 boda); c) odrediti maksimalni hod napona na RP (3 boda); d) odrediti maksimalni hod struje kroz RP (2 boda).

Zadano je: UCC=12 V, RC=2 kΩ, RE=1 kΩ, RP=2 kΩ.

R1

R2

RC

RE

RP

+UCC

Rješenje: a) UCEQ=4,5 V; c) Uizmmax=2,5 V; d) I izmmax=1,25 mA.


4

7. U sklopu na slici odrediti iznos otpora RB potreban da se postigne maksimalni hod izlaznog napona. Zadano je: UCC=12 V, RE=1 kΩ, RC=2 kΩ, RP=2 kΩ, β=100.

RE CE

RC

RPuiz

+

_

CizRB

Cul

+UCC

uul

+

_

Rješenje: RB=275,7 kΩ.

8. Za pojačalo na slici:

a) Odrediti IEQ, ICQ, IBQ, UCEQ, hie i gm. b) Nacrtati nadomjesni sklop za dinamičku analizu. c) Izračunati ulazni otpor Rul. d) Izračunati pojačanje AV i AVg. e) Odrediti maksimalni hod napona i struje na RP uz grafički prikaz.

Zadano je: UCC=20 V, UEE=10 V, RC=RE=RP=1 kΩ, RB=RG=10 kΩ, β≈hfe=200, m=2.

+

+UCC

-UEE

RCCV2

CV1

RG

ug

RBRE CE

RP

uul

+

-

Rul

uiz

+

-

Rješenje: a) IEQ=8,86 mA, ICQ=8,815 mA, IBQ=44 µA, UCEQ=12,325 V,

hie=1,14 kΩ, gm=176,3 mA/V; b) AV=-87,7, AVg=-8,12; c) Uizmmax=4,4 V, I izmmax=4,4 mA.


5

9. Za pojačalo na slici zadano je: R1=15 kΩ, R2=5 kΩ, RC=2 kΩ, RE=0,5 kΩ, RP=2 kΩ, Rg=100 Ω, UCC=12 V, UT=25 mV. Parametri tranzistora: α≈-hfb=0,99, hrb,hob≈0, m=1.

a) Odrediti struju u statičkoj radnoj točki ICQ. (2 boda) b) Nacrtati nadomjesnu shemu sklopa sa svim oznakama. (1 bod) c) Izračunati strujno pojačanje AI=i iz/iul. (4 boda) d) Odrediti ulazni otpor Rul=uul/iul. (2boda) e) Odrediti izlazni otpor Riz. (1 bod)

UCC

RPRC

RE

Rg

ug

R1

R2 uul

iul

uiz

Rul

Riz

iiz

Rješenje: a) ICQ=4,24 mA; c) AI=0,49; d) Rul=5,77 Ω; e) Riz=2 kΩ.

10. Za pojačalo na slici odrediti statičku radnu točku (UCEQ, ICQ) te izmjenične komponente ulaznih i izlaznih napona i struja (iul, uizl, i izl) ako napon generatora iznosi ug=10⋅sin(ωt) mV. Zadano je: R1=25 kΩ, R2=10 kΩ, RC=2 kΩ, RP=2.5 kΩ, RE=1.5 kΩ, Rg=20 Ω, UCC=10 V, β≈hfe=100, T=300 K, CB, Cul→∞.

uizl+

-uul

ug

+

-

R1

R2

RC

RE

RP

Cul Rg

iul

iizl

UCC

CB

Rješenje: UCEQ=6,45 V, ICQ=1,36 mA, iul=0,259⋅sin(ωt) mA,

uizl=0.2816⋅sin(ωt) V, i izl=0,1126⋅sin(ωt) mA.


6

11. Za sklop na slici je zadano: m=2, α≈-hfb=0,99, UBE=0,6 V, RE=2,7 kΩ, RC=RT=3,3 kΩ, RG=1 kΩ, UCC=12 V, -UEE=-6 V. UT=25 mV.

a) Odrediti IEQ, ICQ, UCEQ, hib i gm u statičkoj radnoj točki. b) Nacrtati nadomjesnu shemu i izračunati ulazni otpor, te pojačanja AV i AVg. c) U koordinatni sustav ucrtati SRP i DRP, te odrediti maksimalni hod izlaznog

napona.

RT

+UDD

-UEE

RC Cv2

Cv1 RG

ug

+RE

uiz

+

_

uul

+

_

Rješenje: a) IEQ=2 mA, ICQ=1,98 mA, UCEQ=6,066 V, hib=25 Ω, gm=39,6 mA/V;

b) Rul=24,77 Ω, AV=65,34, AVg=1,579; c) Uizmmax=3,267 V.


a) Odrediti statičku radnu točku. b) Nacrtati nadomjesni sklop za mali signal sa he parametrima. c) Izračunati pojačanja AV=uiz/uul, AI=i iz/iul, te otpore Rul i Riz. d) Odrediti maksimalnu amplitudu izlaznog napona Uizm i struje I izm.

Zadano je: UCC=12 V, R1=R2=30 kΩ, RE=1 kΩ, RP=2 kΩ, β≈hfe=100, hoe≈0, hre≈0.

+UCC

R1

R2RE RP

CV2

CV1

uul

+

-

Rul Riz

uiz

+

-

iul

iiz

Rješenje: a) ICQ=4,57 mA, UCEQ=7,38 V; c) AV=0.992, AI=6,1, Rul=12,3 kΩ,

Riz=5,38 Ω; d) Uizmmax=3,05 V, I izmmax=1,52 mA.


7


a) odrediti statičku struju baze oba tranzistora IBQ (2 boda); b) nacrtati dinamičku nadomjesnu shemu pojačala (1); c) odrediti naponsko pojačanje AV=uiz/uul (4); d) odrediti ulazni otpor pojačala Rul=uul/iul(1); e) odrediti naponsko pojačanje AVg=uiz/ug (1); f) odrediti strujno pojačanje AI=i iz/iul (1).

Vrijednosti otpornika su: RG=1 kΩ, R1=R3=100 kΩ, R2=R4=40 kΩ, RE1=RE2=0,5 kΩ, RC=2,2 kΩ, RP=5 kΩ. Napon napajanja je UCC=12 V. Tranzistori imaju jednake parametre: β≈hfe=100, hre i hoe mogu se zanemariti. UT=25 mV.

R1 RC R3

R2 RE1 R4 RE2 RP

UCC

RG

T1

T2

ug uul uiz

iul

iiz

Rul Rješenje: a) IBQ1= IBQ2=34,5 µA; c) AV=-4,13; d)Rul=18,34 kΩ; e) AVg=-3,92; f) AI=-15,15

14. Za sklop na slici:

a) Izvršiti statičku analizu. Izračunati sve struje tranzistora, napone UCEQ1 i UCEQ2, te parametre hie1 i hie2.

b) Je li radna točka stabilizirana? c) Nacrtati statički i dinamički radni pravac te odrediti maksimalni hod napona i

struje opteretnog otpora RP (zanemariti ICQ1).

Zadano je: UCC=15 V, RC=RP=1 kΩ, RE=0,5 kΩ, R1=500 kΩ, R2=250 kΩ, β1=50, UBEQ1=0,6, β2=100, UBEQ2=0,7 V.

+UCC

RC CizCul

RE CE

RP

Tr1Tr2

R2

R1

Rješenje: a) IEQ2=6,95 mA, ICQ2=6,89 mA, IBQ2=IEQ1=68,9 µA, IBQ1=1,35 µA, ICQ1=67,5 µA, UCEQ2=4,57 V, UCEQ1=3,87 V, hie2=0,36 kΩ, hie1=18,5 kΩ;

b) SRT je stabilizirana; c) Uizmmax=3,445 V, I izmmax=3,445 mA.


8

15. Za sklop na slici odrediti pojačanja AV=uizl/uul, AI=i izl/iul, AVg=uizl/ug i Rul. Zadano je β≈hfe=100.

+12 V

100

600

200k

10k

ug

iul

iizl

5kuul

+

-

uizl

+

-

Rul

Rješenje: AV=-25,6, AI=-24, AVg=-22,7, Rul=4,7 kΩ.

16. Za sklop na slici izračunati statičke radne točke oba tranzistora, te AV=uiz/uul, AVg=uiz/ug, AI=i iz/iul, Rul i Riz . Oba tranzistora su jednaka i imaju parametre β≈hfe=100, hoe=0, hre=0. Zadano je: UCC=15 V, R1=50 kΩ, R2=20 kΩ, RC=2 kΩ, RB1=100 kΩ, RE1=2 kΩ, RE2=0.5 kΩ, Rg=50 Ω i RP=15 kΩ, mUT=25 mV, Cul, CV, Ciz→ ∞.

+UCC

RC

Ciz

R1

R2 RE2

RP

RE1

RB1

Cv

Cul

Rg

ug

uul

iul

Rul

iiz

uiz

Riz

Rješenje: ICQ1=4,74 mA, UCEQ1=5,53 V, ICQ2=5,54 mA, UCEQ2=1,16 V, AV=-3,453, AVg=-3,45, Rul=63,21 kΩ, Riz=2 kΩ.


9

17. Za sklop na slici odrediti ul

izV u

uA = ,

g

izVg u

uA = , Rul i Rizl. Tranzistori imaju

jednake parametre: β≈hfe=200, hre≈0, hoe≈0. Zadano je: UCC=20 V, R1=50 kΩ, R2=20 kΩ, R3=60 kΩ, R4=30 kΩ, RC=6 kΩ, RE1=100 Ω, RE2=900 Ω, RE3=1 kΩ, RG=20 kΩ, RP=500 Ω.

+

-

uul

Rul

ug

Rizl

RPRE3

R3

R4

RC

RE1

RE2

R1

R2

RGT1

T2

+UCC

+

-

uizl

Rješenje: AV=-38,92, AVg=-11,83, Rul=8,67 kΩ, Rizl=24 Ω.

18. Za pojačalo na slici zadano je: R1=1,5 MΩ, R2=500 kΩ, RS=0,5 kΩ, RD=3,9 kΩ, RP=10 kΩ, Rg=100 Ω, UDD=12 V. Parametri tranzistora: K=4 mA/V2, UGS0= 1 V, µ=200. a) Odrediti statičku radnu točku IDQ, UDSQ. (3 boda)

b) Nacrtati nadomjesnu shemu sklopa sa svim oznakama. (1 bod)

c) Odrediti naponsko pojačanje AV=uiz/uul. (3 boda)

d) Odrediti ulazni otpor Rul.(1 bod)

e) Odrediti izlazni otpor Riz. (2 boda)

UDD

RP

RDR1

R2 RS

Rg

ug uul

uiz

Rul Riz

Rješenje: a) UGSQ=2 V, IDQ=2 mA; c) AV=-3,66; d) Rul=375 kΩ; e) Riz=3,8 kΩ.


10

19. Za pojačalo na slici zadano je: RG=5 MΩ, RS=100 Ω, RD=2 kΩ, RP=10 kΩ, Rg=100 Ω, UDD=10 V. Parametri tranzistora: K=4 mA/V2, UGS0= -1,5 V, µ=400. a) Odrediti statičku radnu točku IDQ, UDSQ. (3 boda)

b) Nacrtati nadomjesnu shemu sklopa sa svim oznakama. (1 bod)

c) Odrediti naponsko pojačanje AV=uiz/uul; (3 boda)

d) Odrediti ulazni otpor Rul=uul/iul; (1 bod)

e) Odrediti izlazni otpor Riz. (2 boda)

UDD

RD

RS

RPRG

ug

uiz

uul

Rg

iul

Rul Riz

Rješenje: a) IDQ=2,92 mA, UDSQ=3,87 V; c) AV=-5,35; d) Rul=5 MΩ; e) Riz=1,97 kΩ.

20. Za pojačalo na slici odrediti naponsko pojačanje AV, ulazni otpor Rul i izlazni otpor Riz. Zadano je: UDD=12 V, RS=2 kΩ, RD=10 kΩ, RP=10 kΩ, K=1ma/V2, UGS0=-2 V, µ=400.

RD

RP

+UDD

uiz

+

_

uul

Cul

Ciz

RSCS

RG

+

_

Rješenje: AV=-4,94, Rul=1 MΩ, Riz=9,76 kΩ.


11

21. Izračunati naponsko pojačanje AV=uiz/uul i ulazni otpor sklopa. Parametri tranzistora su: K=1 mA/V2, UGS0= -2 V, µ=200. RG=1 MΩ, RS=2 kΩ, RP=10 kΩ, UDD=6 V.

RG RS RP

+UDD

uiz

+

_

uul

+

_

Rul

Rješenje: AV=0,623, Rul=1 MΩ.

22. Za sklop na slici je zadano: UGSO=1,5 V, K=0,25 mA/V2, rd=60 kΩ, RD=RT=10 kΩ, RG=10 MΩ, UDD=15 V, Cul, Ciz→∞.

a) Izračunati UGSQ, IDQ, UDSQ i gm. b) Nacrtati nadomjesnu shemu, odrediti naponsko pojačanje i ulazni otpor.

RG

RD

RP

+UDD

uiz

+

_uul

Cul

Ciz

Rješenje: a) UGSQ=4,41 V, IDQ=1,06 mA, UDSQ=4,41 V, gm=0,728 mA/V; b) AV=-3,356, Rul=2,296 MΩ.


12

23. Izračunati naponsko pojačanje AV=uiz/uul. Parametri tranzistora su: IDSS1=8 mA, IDSS2=8 mA, UGS01=-2 V, UGS02=-4 V, µ1=µ2=200.

R

2 k

1 M

12 V

1 k

T2

T1

uizuul

Rješenje: AV=-133,48. 24. Za sklop na slici odrediti statičke radne točke i područje rada oba tranzistora, te

izračunati naponsko pojačanje AV. Zadano je: RG=1 MΩ, RS=0.5 kΩ, RD=1.8 kΩ, RE=2 kΩ, IDSS=8 mA, UP=4V, µ=200, β≈hfe=100, UCC=15 V, T=300 K.

RD

RSRG

Cul

CS

RE

CizlT1

T2

UC C

uizl

uul

Rješenje: IDQ1=3 mA, UDSQ1=8,02 V, T1 – zasićenje, ICQ2=4,37 mA, UCEQ2=6,26 V, T2 – NAP, AV=-4,36.


13

25. Za diferencijsko pojačalo na slici:

a) odrediti IEQ≈ICQ i UCEQ ako se uzme da je β velik, pa se razlika struje IEQ i ICQ može zanemariti,

b) odrediti strmine tranzistora u SRT, c) izračunati pojačanja AVz1=uiz1/uZ, AVz2=uiz2/uZ, AVd1=uiz1/ud, AVd2=uiz2/ud,

AVd12=(uiz1-uiz2)/ud; (ud=uul2-uul1), d) izračunati izlazne napone uiz1, uiz2 i uiz12 ako su ulazni izmjenični naponi

uul1 i uul2 jednaki po iznosu (10 mV), ali protivni po fazi.

+15 V

-15 V

10k

uul2

10k

10k

uul1

uiz1 uiz2

Rješenje: a) IEQ=ICQ=0,715 mA; b) gm=28,6 mA/V; c) AVz=-0,5, AVd1=-143, AVd2=143, AVd12=286; d) uiz2=-2,86 V, uiz1=2,86 V, uiz12=5,72 V.

26. Uz iul=40⋅sin (ωt) µA i uul=300⋅sin(ωt) mV izračunati i iz. Parametri tranzistora su

jednaki: β=hfe=100, hre=0, hoe=0. Vrijednosti elemenata su: RG=5kΩ, RE=3kΩ, RC=2kΩ, RP=3kΩ, C→∞, UCC=12 V, UEE=-12 V.

UCC

-UEE

RC RPC

RG

uul

RE

RGiul

Rješenje: i iz=-331⋅sin(ωt) µA.


14

27. Za diferencijsko pojačalo na slici:

a) Odrediti IBQ, ICQ i UCEQ za oba tranzistora. b) Nacrtati nadomjesni sklop i odrediti pojačanje za zajednički signal AVz=uiz/uz. c) Nacrtati nadomjesni sklop i odrediti pojačanje za diferencijski signal

AVd=uiz/ud. d) Odrediti faktor potiskivanja. e) Odrediti izlazni napon ako je Ug1m=25 mV.

Zadano je: UCC=UEE=5 V, RC=RE=3,9 kΩ, RP=2,7 kΩ, Rg=50 Ω, β≈hfe=100.

+

+UCC

-UEE

RE

Rg

ug1

Rg

RC RC RPCV

uiz

+

-

T1 T2

Rješenje: a) IBQ1= IBQ2=5,458 µA, ICQ1= ICQ2=0,546 mA i UCEQ1= UCEQ2=3,61 V; b)AVz=-0,201; c) AVd=-17,23; d) ρ=38,65 dB; e) Uizm=428,2 mV.

28. Za diferencijsko pojačalo na slici odrediti pojačanje zajedničkog signala AVz=uizl/uz, pojačanje diferencijskog signala AVd=uizl/ud, te faktor potiskivanja ρ=AVd/AVz. Zadano je: UDD=60 V, -USS=-10 V, RD=2 kΩ, RS=5 kΩ, IDSS=5 mA, UGS0=-3 V, µ=150, T=300 K.

RD RD

RS

-USS

+UDD

uul1 uul2

+

-uizl

Rješenje: AVz=0,192, AVd=2,885, ρ=23,53 dB.


15

29. Izračunati faktor potiskivanja i izlazni napon uizl ako je ug=1⋅sin(ωt) mV. Tranzistori imaju jednake parametre: β≈hfe=100, hre≈0, hoe≈0.

uizl

ug

500

500

2,2k

1k

+

-

-10 V

+10 V

2,2k

Rješenje: ρ=42,4 dB, uiz=20,2⋅sin(ωt) mV.

30. Odrediti izlazni napon za sklop sa slike. Zadano je: UDD=10 V, RD1=RD2=2.5 kΩ, RS=100 Ω, RB=500 kΩ, RC=2 kΩ, IDSS1=IDSS2=15 mA, IDSS3=10 mA, UGS01=UGS02=-3 V, UGS03=-1.5 V, β≈hfe=200, µ1, µ2, µ3→∞; C1, C2→∞, UT=25 mV, u1=u2=u=0.1⋅sin(ωt) mV.

RD1 RD2

RS

u1 u2

T1 T2

T3

RB RCC1 C2

T4uizl

+UDD

Rješenje: uiz=-0.103⋅sin(ωt) V

Zadaci2

Documents

Transcript of Zadaci2