Ad-Soyad : Email : No : İmza : 0112622 – Elektronik Devreler

Ad-Soyad :
No
:
Email :
İmza :
0112622 – Elektronik Devreler - Final (06.06.2011) – Süre 75 dk
S1 (15)
S2 (15)
S3 (35)
S4 (15)
S5 (15)
S6 (15)
Toplam
==============================================================================================
S1. Aşağıdaki ifadelerde eksik olan kısımları doldurunuz.
(3+3+3+3+3=15)
a. Ideal bir işlemsel kuvvetlendiricide __giriş direnci / kazanç__ sonsuzdur.
b. Fiziksel bir enerjiyi elektriksel enerjiye dönüştüren devre elemanına _____sensor___ denir.
c. Tranzistörlü devrelerin alternatif akım (AC) analizinde __kapasiteler / DC gerilim kaynakları__kısa devre varsayılırlar.
d. Bir diyot test edilirken hem ileri yönde hem de geri yönde kutuplandığında 0 V gösteriyorsa ____bozuktur____.
e. Ortak emitörlü devrede tranzistor doyma bölgesinde çalışıyorsa kollektor ve emitör arasındaki gerilim ___sıfırdır__.
==============================================================================================
S2.
Yandaki devrede Vi = 20 V, R1 = 0.9 kΩ ve R2 = 10 kΩ olarak
verilmiştir. Diyodun iletim yönündeki gerilim düşümü VD = 0.7 V, direnci
rD = 0.1 kΩ ve zener diyot gerilimi VZ = 5 V olduğuna göre;
Vo, IR1, IR2 ve IZ değerlerini bulunuz.
(3+4+4+4=15)
R1
Vo
IR1
+
Vi
-
R2
IR2
IZ
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------
Vo  VZ  5 V
I R1 
20  VD  Vo
20  0.7  5
20  5.7 14.3



 0.0143 A  14.3 mA
R1  rD
0.9 kΩ  0.1 kΩ
1 kΩ
1000
Vo
5
5


 0.5  10 -3 A  0.5 mA
R2 10 kΩ 10  10 3
I Z  I R1  I R2  14.3 mA - 0.5 mA  13.8 mA
I R2 
S3. Yandaki tranzistörlü devre verildiğine göre;
a. Devrenin DC eşdeğerini çiziniz.
(05)
b. IB akımını bulunuz.
(05)
c.
(05)
VCE gerilimini bulunuz.
d. Devrenin AC eşdeğerini çiziniz.
(05)
e. Zi giriş direncini bulunuz.
(05)
VBE = 0.7 V
Bu devrenin yüksüz gerilim kazancı AvNL ise;
kaynak ve yük direnci göz önüne alındığındaki
devrenin gerilim kazancı (Avs=Vo/Vs), AvNL
kazancına göre ne olur.
Nedenleriyle açıklayınız
(10)
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------
f.
a.
b.
IB 
VCC  VBE 12  0.7 11.3 V


 0.024 mA  24 μA
RB
470 k 470 k
c.
VCE  VCC  I C RC  VCC  I B RC  12  100  0.024 mA  3 kΩ
VCE  12  2.4  10 3  3  10 3  12  2.4  3  4.8 V
d
3 kΩ||4.7 kΩ
e.
re  100 
Vo
26 mV
26 mV
2600 mV
2600 mV
 100 


 1072.6   1.072 k
IE
(   1) I B 101  0.024 mA 2.424 mA
Z i  RB || re 
470  1.072
66.21

 1.0695 k  1070 
470  1.072 471.072
f. Kaynak ve yük direnci göz önüne alındığında devrenin gerilim kazancı
Avs 
Zi
RL

 AvNL olur.
Rs  Z i R L  Z o
Buna göre devrenin gerilim kazancı Avs yüksüz durumdaki gerilim kazancı AvNL den daha düşük olacaktır.
S4. Aşağıdaki devrede opamp ve diyot idealdir. Aşağıda verilen (vi) işareti devreye uygulandığında devrenin çıkışında elde
edilecek olan (vo) işaretini çiziniz (çıkış dalga şeklini aynı grafik üzerine çizebilirsiniz).
(15)
vi, vo 0
i < 0 olduğunda diyot iletimdedir ve devre kazancı -0.5 (K = vo/vi = -(Rf/Ri)) olan eviren bir kuvvetlendirici olarak
çalışır.
i > 0 olduğunda diyot kesimdedir ve opamp devre dışıdır. Devre kazancı +0.5 (K = vo/vi = RL/( Rf +Ri)) olan pasif bir
gerilim bölücü olarak çalışır.
==============================================================================================
S5. Bir biyolojik ölçme sistemindeki sensörün çıkışında elde edilen elektriksel işaretin maksimum tepe değeri 10 mV ve bant6
genişliği 1 kHz dir. Bu işaretin işlenebilmesi için kuvvetlendirilmesi gerekmektedir. Kazanç×Bant Genişliği =10 olan
gerçek bir opamp kullanıldığına göre; belirlenen çalışma frekans aralığı içinde çıkış tepe değeri maksimum 1 V olacak
şekilde (evirmeyen) kazanç sağlayan kuvvetlendirici devresini tasarlayınız.
(15)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------3
2
3
Tasarlanması istenen kuvvetlendiricinin Kazancı (Kamp) = 1 V / 10 mV = 1 / (10×10 ) = 10 , Bant Genişliği (BG) 10 Hz
olarak verilmiş.
2
3
5
6
Bu kuvvetlendirici için Kamp×BG = 10 ×10 = 10 , kullanılacak olan opamp ın Kop×BG değerinden (10 ) daha azdır.
Bir opamp la tasarlanacak 1 kHz bant genişliğine sahip kuvvetlendiriciden elde edilebilecek en yüksek kazanç;
6
K1op×BG = 10

3
6
K1op×10 = 10 
6
-3
K1op= 10 ×10
3
= 10
Bu durumda tasarlanması istenen kuvvetlendirici sistem, kazancı 100 olan tek opamplı evirmeyen bir kuvvetlendirici
kullanılarak aşağıdaki gibi gerçekleştirilebilir.
R2
R1
Vi
Vo
Evirmeyen kuvvetlendirici için;
K = 1+(R2/R1) = 100

R2 = 99 × R1

R1 = 1 kΩ seçilirse R2 =99 kΩ
S6.
Yandaki devrenin gerilim kazancı Av = -8 ve
VGSQ = ¼VP olarak verildiğine göre RD direnç
değerini bulunuz.
(15)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------
VGSQ  VGS 
VP  4

 1 V
4
4
A v  g m (rd || R D )  -g m
8rd  8R D  g m  rd  R D
rd  R D
rd  R D
  8  -g m
rd  R D
rd  R D
 8rd  (g m  rd  8)R D
 8  gm
 RD 
rd  R D
rd  R D

8rd
g m  rd  8
rd ve gm yi hesaplayıp yukarıda yerine koyarsak RD yi bulmuş oluruz.
1
1
10 6 1000000



 50000   50 k
y os 20 μS 20
20
y os 
1
rd
gm 
2I DSS
VP
RD 
8rd
8  50  10 3

 2228   2.2 k
g m  rd  8 3.75  10 3  50  10 3  8
 rd 
 VGS  2  10 mA  - 1 
1 

1  - 4   5  0.75 mS  3.75 mS
VP 
4V



Hatırlatma=======================================================================================
Ortak-Emitörlü Tranzistor eşdeğer devresi
I E  IC  I B
I C  I B
ge 
Avs 
IE
26 mV
Zi
RL

 AvNL
Rs  Zi RL  Z o
FET eşdeğer devresi
y os  1 / rd

V 
I D  I DSS  1  GS 
VP 

gm 
2I DSS
VP
2
 VGS 
1 

 VP 
A v  g m (rd || R D )