AUEI

Report
Pytania testowe z
Analogowych Układów
Elektronicznych I
Łukasz Pierzchała
1/27
1. Wielkosygnałowy model Shichmana –
Hodgesa tranzystora N-MOS w obszarze
liniowym obowiązuje w przedziale napięć:
Proponowana odpowiedź: dla UGS > UT i UDS > UGS –UT
Poprawna odpowiedź: dla UGS > UT i 0 < UDS < UGS - UT
Kraków 26.10.2012
2/27
2. Transkonduktancję gm w
małosygnałowym modelu tranzystora
MOSFET można
wyznaczyć przy:
Proponowana odpowiedź: składowej stałej napięcia UDS = UGS – UT
Inne poprawne odpowiedzi:
- UDS = const, UBS = const
- UDS = const, uBS = 0
Kraków 26.10.2012
3/27
3. Częstotliwość graniczną fT
tranzystora MOSFET wyznacza
się przy:
Proponowana odpowiedź: galwanicznym zwarciu
drenu ze źródłem dla składowej zmiennej
Odpowiedź ta jest poprawna tylko pod warunkiem
usunięcia słowa „galwanicznym”
Inna poprawna odpowiedź: składowej zmiennej
napięcia uds = 0
Kraków 26.10.2012
4/27
4. Charakterystyki wyjściowe
tranzystora bipolarnego w konfiguracji
OE:
Proponowana odpowiedź: przecinają się z osią UCE w
początku układu współrzędnych ( dla rzeczywistego tranzystora nie
przetną się w początku)
Poprawne odpowiedzi: wyznacza się przy prądzie bazy IB = const
Oraz: ekstrapolowane charakterystyki wyjściowe tranzystora w
konfiguracji OE przecinają się zosią UCE w punkcie UAN , gdzie UAN napięcie Early’ego
Kraków 26.10.2012
5/27
6. Pomiędzy częstotliwościami
granicznymi fα , fβ , fT tranzystora
bipolarnego zachodzą
relacje:
Proponowana odpowiedź: fβ < fα < fT , fβ < fT < fα
Inna poprawna odpowiedź: częstotliwości graniczne definiowane
są przy UCE = const w konfiguracji OE lub przy UCB
= const w konfiguracji OB.
Kraków 26.10.2012
6/27
8. Proste (Rys.1 ) i kaskodowe (Rys.2)
lustro prądowe na tranzystorach
bipolarnych.
Minimalne napięcia wyjściowe w tych
lustrach w przybliżeniu wynoszą:
Proponowana odpowiedź: Rys.1); UOUTmin = UEBP
≈ 0,7 V Rys.2); UOUTmin = 2UEBP ≈ 1,4 V
Kraków 26.10.2012
7/27
9. Proste (Rys.3) i kaskodowe (Rys.4) lustro
prądowe typu „high swing” na
tranzystorach PMOS: minimalne napięcia
wyjściowe w lustrach w przybliżeniu
wynoszą (napięcie progowe VTp = - 0,6 V):
Proponowana odpowiedź: Rys. 3); UOmin = VT ≈ - 0,6 V
Rys. 4); UOmin = -2 VT ≈ - 1,2 V
Poprawna odpowiedź: Rys. 3) 2UGS -UT i Rys. 4) 2UGS 2UT
Kraków 26.10.2012
8/27
10. Prawdziwe są relacje:
Proponowana odpowiedź: we wzmacniaczu prądowym:
Yin>>Yg , Y0<<YL
Inne poprawne odpowiedzi:
- we wzmacniaczu transkonduktancyjnym: Zin>>Zg ,
Y0<<YL
-
We wzmacniaczu transimpedancyjnym: Yg<<Yin , Z0<<ZL
Kraków 26.10.2012
9/27
13. Wzmacniacz OS z obciążeniem aktywnym w postaci tranzystora
PMOS w
połączeniu diodowym. Transkonduktancje tranzystorów są
równe:gmn = 0,2 mS dla
NMOS, gmp = 0,1 mS dla PMOS oraz konduktancje wyjściowe: gdsn =
gdsp =
0,005mS. Rezystancja obciążenia RL = 100 k.
Wzmocnienie i rezystancja wyjściowa układu są równe:
Proponowana odpowiedź: ku ≈ −1,67 ; rout ≈
8,33kΩ
Poprawna odpowiedź: ku ≈ − 1,67 ; rout ≈
9,09kΩ
Kraków 26.10.2012
10/27
14. Wzmacniacz OS z obciążeniem aktywnym ze źródłem
stałoprądowym na
tranzystorach PMOS z kanałem wzbogacanym.
Transkonduktancje tranzystorów
są równe:gmn = 0,1 mS dla NMOS, gmp = 0,15 mS dla PMOS
oraz konduktancje
wyjściowe: gdsn = gdsp = 0,005 mS. Rezystancja obciążenia
RL = = 200 k.
Proponowana odpowiedź: ku ≈ − 10 ; rout ≈ 100 kΩ
Poprawna odpowiedź: ku ≈ − 6,67 ; rout ≈ 100 kΩ
Kraków 26.10.2012
11/27
15. Inwerter CMOS jako małosygnałowy wzmacniacz
OS. Transkonduktancje
obydwóch tranzystorów są równe: gmn = 0,15 mS dla
NMOS, gmp = 0,15 mS dla
PMOS oraz konduktancje wyjściowe: gdsn = gdsp =
0,004 mS. Rezystancja
obciążenia RL = 300 k.
Proponowana odpowiedź: ku ≈ − 13,28 ; rout ≈ 88,23 k
Poprawna odpowiedź: ku ≈ −
26,47 rout = 125kΩ
Kraków 26.10.2012
12/27
19. Wzmacniacz różnicowy z obciążeniem w postaci lustra prądowego
na tranzystorach
PMOS (Rys. c)). Parametry wzmacniacza: gm1,2 = 0,2 mA/V ; gds1,2
= 0,002 mA/V ;
gds3,4 = 0,003 mA/V, układ zostanie obciążony rezystancją RL = 300
k. Wzmocnienie
dla sygnałów różnicowych UG1 = Ur ; UG2 = 0) i rezystancja
wyjściowa wynoszą
Proponowana odpowiedź: kur ≈ 24,01 ;
Ro ≈ 120,48 k
Poprawna odpowiedź: kur ≈ 24,01 ;
Rout ≈ 200 k
Kraków 26.10.2012
13/27
20. Wzmacniacz operacyjny ze sprzężeniem prądowym,
zrealizowanym na
symetrycznym wzmacniaczu prądowym o częstotliwości granicznej
10 MHz i
wzmocnieniu stałoprądowym ki = 4,1 w którym zastosowano: R1 =
10 k, R2 = 50
k (rysunek poniżej). 3dB-owa częstotliwość graniczna układu
nieodwracającego
wynosi?
Proponowana odpowiedź: 50Mhz
Poprawna odpowiedź: 51Mhz
Kraków 26.10.2012
14/27
24. We wzmacniaczu, ktorego wzmocnienie ku = 100, fg = 1
MHz
zastosowano ujemne sprzężenie zwrotne, w ktorym
transmitancja toru
sprzężenia zwrotnego β = 0,01. Po zastosowaniu tego
sprzężenia, parametry
wzmacniacza będą wynosiły:
Proponowana odpowiedź: kuf = 10, fgf = 1,5 MHz
Poprawna odpowiedź: kuf = 50, fgf = 2 MHz;
Kraków 26.10.2012
15/27
25. Dla charakterystyk częstotliwościowych układu
wzmacniacza w oparciu o kryterium
Bodego, warunek stabilności można sprawdzić korzystając z
charakterystyk
częstotliwościowych wzmocnienia otwartej pętli T( jw ) = kb .
W tym celu sprawdza,
czy dla pulsacji w :
Proponowana odpowiedź: w = wφ, przy której argT( jwφ ) = - ∏
, moduł T( jwφ jest mniejszy (układ stabilny),
czy też większy (układ niestabilny) od jedności (0 dB).
Poprawna odpowiedź:
Kraków 26.10.2012
16/27
29. Wzmacniacze odwracający i nieodwracający,
zrealizowano na wzmacniaczach
operacyjnych (rysunek poniżej).
Proponowana odpowiedź: kuf = −10 kuf = 10
Poprawna odpowiedź: kuf = − 10 kuf = 11
Kraków 26.10.2012
17/27
30. W integratorze (rysunek poniżej) zrealizowanym
na rzeczywistym
wzmacniaczu operacyjnym ( z kompensacją biegunem
dominującym),
ωg = 500 sec(-1) ; ωT = 500 ・105sec(-1) ; R1 = 10 kΩ;
C = 10 nF; całkowanie
zachodzi w paśmie:
Proponowana odpowiedź: ω { 0,5 ・10−9sec(−1) ÷
500 ・105sec(−1)}
Poprawna odpowiedź: ω { 0,1sec(−1) ÷ 500 ・
105sec(−1)}
Kraków 26.10.2012
18/27
31. Transmitancje filtrów
bikwadratowych są następujące:
dolno-przepustowej, górno-przepustowej,
środkowo-przepustowej, środkowozaporowej
Proponowana odpowiedź jest poprawna:
Kraków 26.10.2012
19/27
32. Częstotliwość rezonansowa stratnego obwodu
rezonansowego jest równa f0 =10
MHz, zaś jego dobroć Q0 = 20. Moduł impedancji Z
tego obwodu rezonansowego
maleje o 3 dB względem wartości f0 przy
częstotliwościach:
Proponowana odpowiedź: f1 = 9,85Mhz , f2 = 10,15MHz
Poprawna odpowiedź: f1 = 9,75 MHz ; f2 = 10,25 MHz
Kraków 26.10.2012
20/27
33. Rezonator kwarcowy, w porównaniu z
konwencjonalnymi obwodami
rezonansowymi, charakteryzuje się wyjątkowo dużą
dobrocią, zawierającą się w
zakresie od kilkudziesięciu tysięcy do kilku milionów.
Jest to wynikiem:
Proponowana odpowiedź: dużej wartości stosunku Lk /
Ck, przy stosunkowo małej rezystancji strat rk
Inna poprawna odpowiedź: małej wartości stosunku Ck /
Lk, przy stosunkowo małej rezystancji strat rk
Kraków 26.10.2012
21/27
34. Na rysunku poniżej przedstawiono model zastępczy
środkowego stopnia
rezonansowego wzmacniacza LC z tranzystorami MOSFET: Parametry:
gm = 0,5
mA/V; G0 = 0,006 mA/V; G12 = 0,01 mA/V; gds = 0,004 mA/V ; L =
10 μH ; C = 10 pF,
C22 = 0,5 pF, C11 = 1 pF. Częstotliwość rezonansowa wzmacniacza i
moduł
wzmocnienia w rezonansie wynoszą:
Proponowana odpowiedź: ku0 = − 30 ; f0 = 12,84 MHz
Poprawna odpowiedź: ku0 = − 25 ; f0 = 14,84 MHz
Kraków 26.10.2012
22/27
36. W monolitycznym układzie stabilizatora
kompensacyjnego, np. uA723, UIN = 12 V, ,
UREF = 6 V. Aby uzyskać stabilizowane napięcie wyjściowe
UOUT = 3,0 V, wartości
rezystorów dzielników RA – RB (dzielnik próbkujący napięcie
wyjściowe) oraz RC –
RD (dzielnik próbkujący napięcie referencyjne) można
dobrać równe:
Ra||Rb = Rc||Rd
Proponowana odpowiedź: RA = 50 kΩ , RB = ∞ ,
RC = 10 kΩ , RD = 10 kΩ
Poprawna odpowiedź: RA = 5 kΩ , RB = ∞ , RC =
10 kΩ , RD = 10 kΩ
Kraków 26.10.2012
23/27
37. W układzie z ograniczeniem prądu obciążenia (rysunek
poniżej): UIN = 10 V, UOUT =
5 V, UZ2 = 3,3 V, UBEP = 0,7 V, UD = 0,7 V, IOUTmax = 0,5
A. Rezystancja R5 powinna
być równa:
Proponowana odpowiedź: R5 = 6,6Ω
Kraków 26.10.2012
24/27
38. W układzie z redukcją prądu zwarcia: UIN = 10 V,
UOUT = 5 V, UBEP = 0,7 V, R5 =
1,0 , R6 = 3 k , R7 = 7 k. Prąd zwarcia IZW w tym
układzie wynosi:
Proponowana odpowiedź: IZW = 1,2 A
Poprawna odpowiedź: IZW = 1 A
Kraków 26.10.2012
25/27
39. Podstawowy układ sterowanego kontrolera napięcia stałego
obniżającego
napięcie (rysunek poniżej). Przy: UIN = 340 V ; Aby wartość napięcia
wyjściowego
wynosiła 24 V współczynnik wypełnienia przebiegu sterującego γ
powinien wynosić?
Proponowana odpowiedź: γ ≈ 0,0706 V
Poprawna odpowiedź: γ ≈ 0,0706 (bez V) !!!
Kraków, 26.10.2012
26/27
40. Podstawowy układ konwertera podwyższającego
napięcie wyjściowe (rysunek
poniżej). Przy UIN = 12 V i współczynniku wypełnienia
przebiegu sterującego γ = 0,4
wartość napięcia wyjściowego wynosi:
Proponowana odpowiedź: 10V
Poprawna odpowiedź: 20V
Kraków 26.10.2012
27/27
41. Konwerter z odwracaniem biegunowości napięcia
wyjściowego.(rysunek poniżej).
Przy UIN = 6 V i współczynniku wypełnienia przebiegu
sterującego γ = 0,4, wartość
napięcia wyjściowego wynosi:
Proponowana odpowiedź: UO = − 10 V
Poprawna odpowiedź: UO = − 4 V
Kraków 26.10.2012
28/32
42. Współbieżny konwerter napięcia stałego z pojedynczym
kluczem i dodatkowym
uzwojeniem z3 (rysunek poniżej). W układzie UIN = 320 V;
z1 = z3; z2 = 0,1 z1. Przy
współczynniku wypełnienia przebiegu sterującego γ = 0,4
wartość napięcia
wyjściowego wynosi:
Proponowana odpowiedź: 16,2V
Poprawna odpowiedź: 12,8V
Kraków 26.10.2012
29/32
43. Przeciwsobny konwerter z równoległym przetwarzaniem
(rysunek poniżej). W
układzie UIN = 320 V; z1 = z3; z2 = 0,1 z1. Przy
współczynniku wypełnienia przebiegu
sterującego γ = 0,5 wartość napięcia na odciętym kluczu
tranzystorowym wynosi:
Uk =2UI
Proponowana odpowiedź: 640V
Kraków 26.10.2012
30/32
44. W stabilizatorach impulsowych jako klucze stosuje się:
Proponowana odpowiedź: Najczęściej tranzystory mocy
VDMOS przy dużych częstotliwościach kluczowania i diody
Schottky’ego.
Inne poprawne odpowiedzi:
- Tranzystory bipolarne przy niezbyt dużych
częstotliwościach kluczowania i diody Schottky’ego,
- Tranzystory IGBT przy niezbyt dużych częstotliwościach
kluczowania, przy średnich i dużych mocach oraz diody
Schottky’ego
Kraków 26.10.2012
31/32
Dziękuję za uwagę
Kraków 26.10.2012
32/32

similar documents