ZADANIA II-15_elektronik

„EUROELEKTRA”
Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej
Rok szkolny 2014/2015
Zadania z elektroniki na zawody II stopnia
Zadanie 1
Dla diody półprzewodnikowej, której przebieg charakterystyki prądowo-napięciowej jest
opisany równaniem Schockleya obliczyć:
 rezystancję statyczną diody R,
 rezystancję dynamiczną rd,
 wartość napięcia polaryzującego diodę UF*, dla której prąd płynący przez diodę
osiągnie wartość IF* = 0,5·IF.
wiedząc, że dioda jest spolaryzowana napięciem UF = 0,6 V, prąd nasycenia złącza
Isat = 7,95 pA, współczynnik korekcyjny złącza n = 1, a potencjał termodynamiczny złącza U T
posiada wartość 25,8 mV.
Zadanie 2
Dla układu prostownika dwupołówkowego pokazanego na rysunku 2:
 obliczyć wartości średnie napięcia i prądu, wskazane przez mierniki U21, U2R, I22, I2;
 narysować przebiegi czasowe napięć i prądów u21, u22, uRD1, uRD2, u2R, i21, i22, i2R;
zakładając, że mierniki (RA = 0 , RV = ∞ ) i diody D1, D2 są elementami idealnymi.
Napięcie zasilające transformator o przekładni napięciowej  = U1/U2 = 10 posiada wartość
opisaną zależnością: u1 = 325sin(t) V. Uzwojenie wtórne transformatora posiada
konfigurację symetryczną (U21 = U22 = U2/2). Transformator zasila odbiornik o rezystancji
R = 100 .
uRD1
i 21
D1
V21
u1
u21
i 2R
u2
A2R
u22
A22
i 22
D2
uRD2
Rys.2. Układ prostownika dwupołówkowego
R
u2R V2R
Zadanie 3
Na rysunku 3 pokazano układ sterownika diody świecącej LED. Dobrać wartości rezystorów
RB, RC tak, aby przy napięciu UWE = 5 V nastąpiło zaświecenie diody. Założyć, że UF = 1,6 V,
IF = 30 mA, UCES = 0,2 V, UBE = 0,7 V, UCC = 15 V,  = 100.
UCC
RC
LED
RB
IB
UWE
Rys.3. Sterownik diody LED
Zadanie 4
Narysuj charakterystykę przejściową układu zbudowanego z wykorzystaniem wzmacniacza
operacyjnego, przedstawionego na rysunku 4. Jaką pełni on funkcję? W rozważaniach
założyć, że wzmacniacz operacyjny jest układem idealnym oraz R1 = R2. Przyjąć, że napięcia
przewodzenia obu diod D1, D2 posiadają wartość 1,2 V.
D1
R2
D2
R1
Uwe
_
+
Uwy
Rys.4. Układ ze wzmacniaczem operacyjnym
Zadanie 5
Na rysunku 5 zostały schematycznie przedstawione liczniki modulo 2, modulo 5 i modulo 8.
mod 2
QA
CP
mod 5
R
CP
QC QB QA
mod 8
R
QC QB QA
Rys. 5. Liczniki modulo 2, 5 i 8
QA , QB , QC – wyjścia danych, CP - wejście sterujące, R - wejście zerujące
CP
R
Z użyciem dwóch różnych, wybranych spośród liczników przedstawionych na rys. 5 oraz
odpowiednich funktorów logicznych zbuduj układ licznika modulo 18. Zbudowany licznik
powinien liczyć w kodzie naturalnym BCD 8421.
Zadanie 6
Na rysunku 6 przedstawiono generator na wzmacniaczu operacyjnym z mostkiem Wiena w
dodatniej pętli sprzężenia zwrotnego oraz z dwoma rezystorami: R1 = 1,5 kΩ i R2 w ujemnej
pętli sprzężenia zwrotnego. Wartości pojemności w układzie wynoszą: Ca = 10 nF,
Cb = 3,3 nF. Obliczyć wartości pozostałych elementów generatora dla częstotliwości jego
pracy równej f = 2 kHz.
Dane: R1 = 1,5 kΩ, Ca = 10 nF, Cb = 3,3 nF, f = 2 kHz
R2
_
+
Uwy
R1
Rb
Ca
Cb
Ra
Rys.6. Schemat analizowanego generatora z mostkiem Wiena
Opracowali:
dr hab. inż. Mariusz Korkosz
mgr inż. Mariusz Pilecki
mgr inż. Adam Powrózek
Politechnika Rzeszowska
Sprawdził:
dr inż. Tomasz Talaśka
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy
w Bydgoszczy
Zatwierdził:
Przewodniczący
Rady Naukowej Olimpiady
dr hab. inż. Sławomir Cieślik
prof. nadzw. UTP