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 et   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 100t . 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 2000t . 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  10s 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.