V UF 75 ,0 = ∆
Transkrypt
V UF 75 ,0 = ∆
Dotyczy studentów ED sem.3 zimowy 2012/2013 – Elektronika 1 Przykłady zagadnień teoretyczno-praktycznych Odpowiedzi będą oceniane w zależności od stopnia trudności przedstawionych zagadnień od 5 do 10 punktów. Punktacja szczegółowa i ilości punktów za poprawną odpowiedź zostaną podane w materiałach egzaminacyjnych. Informacje dotyczące programu nauczania, literatury i efektów kształcenia można znaleźć pod adresem: http://we.pb.edu.pl/~files/sylabusy/es1a3.pdf Elektronika 1 Kod przedmiotu: ES1A300014 1. Narysuj schemat mostkowego zasilacza sieciowego z filtrem i stabilizatorem LM7812/1A . Uzupełnij oznaczenia umieszczając na rysunku wartości liczbowe: napięcia wyjściowego, napięcia różnicowego we-wy stabilizatora zapewniającego poprawną pracę układu dla znamionowego prądu obciążenia, pulsacji na kondensatorze filtra, wartości maksymalnej napięcia na kondensatorze filtrującym, okresu napięcia sieciowego. Podaj wartości pojemności filtra (w mikrofaradach) dla znamionowego prądu obciążenia, przyjmując U 1V . Oblicz wartość skuteczną napięcia na uzwojeniu wtórnym transformatora zapewniającą maksymalną sprawność układu. Spadek napięcia na diodzie U F 0,75V . C I0 2 f U 2. Układ ładowania akumulatora 12V składa się ze źródła zasilającego et E m sin t , ( E m 24V , f 50Hz ), rezystora R 4 ograniczającego prąd ładowania i diody o stałym spadku napięcia w stanie przewodzenia U D 0 0,6V . Narysuj schemat ładowania akumulatora, oblicz, czy dioda o średnim prądzie przewodzenia 1A. nie zostanie uszkodzona pracując w temperaturze Ta 25 0 C . Przyjmij, że dioda przewodzi w przedziale od 6 do 5 6 . Oblicz straty mocy w diodzie w stanie przewodzenia. 3. Zaproponuj układ z tyrystorem i prostownikiem do regulacji w pełnym zakresie jasności świecenia żarówki o napięciu znamionowym 230V przy założeniu, że mamy do dyspozycji odpowiedni układ sterowania. Narysuj impulsy sterujące i przebieg napięcia na obciążeniu dla 135 0 . Oblicz częstotliwość i okres napięcia zasilającego u we 325 sin 100t . Narysuj symbole graficzne i podaj nazwy znanych półprzewodnikowych przyrządów mocy. Propozycja układu sterowania będzie dodatkowo punktowana (schemat blokowy lub ideowy). 4. Znajdź (oblicz na symbolach ogólnych, następnie podstaw wartości liczbowe) U GS oraz U DS na podstawie danych z rysunku dla U DD 10V , R1 R 2 50k , ID=5mA, U GS th 1V . Zaznacz napięcie wyjściowe. Oznacz elektrody i określ typ tranzystora. Narysuj charakterystykę wyjściową, prostą obciążenia oraz charakterystykę przejściową dla punktu pracy stałoprądowej. Oceń wielkość prądu I WEJ wejściowego tranzystora. Ile wynosi rezystancja wejściowa tranzystora przy odłączonym układzie polaryzacji? Charakterystyka przejściowa jest opisana równaniem I D K U GS U GS th U GS U DS 2 . I WEJ 5. Napięcie U WE 0,5 V doprowadzono do wejścia wzmacniacza odwracającego zbudowanego na wzmacniaczu operacyjnym (narysuj układ, dołącz napięcie zasilające o odpowiedniej wartości). Określ napięcie wyjściowe i napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza, jeżeli R1 1 k i R f 5 k ( R f w sprzężeniu zwrotnym). Narysuj przebieg napięcia wejściowego i wyjściowego, jeżeli do wejścia zostanie doprowadzone napięcie uWE 6 sin t f wej f gr . Określ rezystancję wejściową układu. Ile razy wzrośnie rezystancja wejściowa, jeżeli R f zwiększymy dwukrotnie? 6. Nazwij układy zbudowane na US1 i US2. Dane jest u we 6 sin 2000t . Oblicz f i T przebiegu wejściowego. Oblicz i narysuj, uwzględniając amplitudy, zsynchronizowane (jeden pod drugim) przebiegi uwe, u1, u2, uwy oraz iR[mA]. 7. Narysuj układ stabilizatora impulsowego z tranzystorem MOSFET obniżającego napięcie wejściowe równe 20V. Dla częstotliwości łączeniowej f s 25kHz i t on 10s określ t off , U wy oraz współczynnik wypełnienia D . Zamieść na jednym rysunku napięcie wejściowe, wyjściowe, oznacz przedziały czasowe i okres T. Czy dla f s 100kHz tranzystor MOSFET można zastąpić tyrystorem konwencjonalnym (niewyłączanym prądem bramki)? 8. Multimetry cyfrowe (MC) posiadają funkcję testu diod (złącza pn) przy użyciu dwóch sond: czerwona (polaryzacja dodatnia), czarna (polaryzacja ujemna). Jeżeli dioda jest sprawna MC wskazuje napięcie od 0,5V do 0,9V (typowo 0,7V). Podczas polaryzacji zaporowej (lub przerwa w obwodzie) MC wskazuje 0L (lub napięcie od 2,5V do 3,5V, w zależności od napięcia wewnętrznego źródła zasilającego). Oznacz symbolami: - (minus) uszkodzony, + (plus) sprawny, x (iks) stan niejednoznaczny, wymagający dalszych badań. Narysuj symbole graficzne tranzystorów npn i pnp zaznaczając prądy i napięcia międzyelektrodowe. Narysuj charakterystyki wyjściowe tranzystora npn, zaznacz wartości prądów i napięć tranzystora małej mocy oraz wyznacz β na podstawie rysunku. 9. Żarówka 12V/12W włączona jest pomiędzy kolektorem tranzystora i źródłem zasilającym +12V. Emiter tranzystora dołączony jest do masy układu. Baza tranzystora zasilana jest ze źródła napięcia poprzez rezystor R i potencjometr P. Narysuj układ i oblicz takie wartości R i RP, aby moc żarówki można było regulować od Pmax do 0,5Pmax, zakładając 50 . Jaką nazwę nosi taki układ włączenia tranzystora? 10. Oznacz elektrody tranzystora brakujące prądy i napięcia układu. Oblicz punkt pracy i umieść jego współrzędne na charakterystyce wyjściowej tranzystora. 11. Jest to równanie charakterystykę przejściową wyjściową tranzystora opisujące: → unipolarnego MOSFET JFET bipolarnego BJT typu npn pnp w zakresie nasycenia nienasycenia z kanałem indukowanym U2 wbudowanym typu n p (skreśl niewłaściwe), narysuj I D U GS U T U DS DS 2 charakterystykę; przy czym: współczynnik wzmocnienia prądowego, współczynnik proporcjonalności zależny od budowy i materiału tranzystora (skreśl niewłaściwe), U T potencjał termiczny kT q 25mV , napięcie odcięcia lub inaczej progowe (skreśl niewłaściwe). Narysuj na marginesie symbol graficzny tranzystora. Oznacz elektrody, prądy i napięcia międzyelektrodowe. Wykazać, że tranzystor w obszarze omowym posiada przy bardzo małym napięciu U DS rezystancję rds zależną jedynie od napięcia U GS . 12. Oblicz wartość rezystancji bazy oraz prądy IC dla układu przełączającego z żarówką. W jakich stanach pracy znajduje się tranzystor pracujący jako łącznik? Jakie wartości przyjmują napięcia i prądy wyjściowe w tych stanach pracy? 13. Jakie wartości IB, IE, IC i VCE wskazują mierniki dla β = 80. Przeprowadź odpowiednie obliczenia. 14. Wykorzystując opornik 1 kΩ oraz rezystor o oporze regulowanym w zakresie 0-100 Ω oblicz dzielnik napięcia referencyjnego (Uref). W jakim zakresie jest możliwa regulacja Uref? Uzupełnij pozostałą część obwodu zgodnie z opisem nóżek układu LM393 podanym na rysunku (kostka zawiera dwa komparatory). Narysuj połączenie oraz charakterystykę przejściową, jeżeli obciążenie stanowi cewka przekaźnika dołączona do napięcia 12V . Uwagi i wątpliwości proszę zgłaszać za pośrednictwem poczty: [email protected] lub osobiście WE KAiE p.234.