Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,"

Rolf Bergström
för 7 år sedan
Visningar:

1 Tentmen ETE5 Ellär och elektronik för F och N, Tillåtn hjälpmedel: formelsmling i kretsteori och elektronik. Oserver tt uppgiftern inte är ordnde i svårighetsordning. All lösningr skll ges tydlig motiveringr. I Bestäm kretsens Theveninekvivlent. I d d / Två resistorer är prllellkopplde till en likspänningskäll, enligt figur. rder resistorn estår v två stor prllell metllplttor med ytn S och vståndet d melln plttorn smt lednde mteril melln plttorn. Det lite mörkre området melln vrder pltt hr konduktiviteten σ medn det ljusre hr konduktiviteten σ. I den vänstr resistorn upptr vrder område ytn S/. Bestäm strömmen I uttryckt i S, d,, σ och σ.

2 3 t=0 i(t) C 0 0 Kondenstorn är olddd vid t = 0 och dioden är idel. Bestäm i(t) för ll tider uttryckt i 0, och C. 5 v s 3 3 v ut 0 Figuren visr en krets med två opertionsförstärkre. Bestäm utsignlen v ut. esistnsern n, n =,, 3, och spänningen v s är givn. Opertionsförstärkrn kn nses vr idel och nodern är numrerde 0 till 5.

3 5 trnsmissionsledning trnsmissionsledning Z Z 3 Z 0 Z 0 Z Z `= / `= /8 Två förlustfri trnsmissionsledningr med krkteristisk impedns Z 0 längd l = λ/ och l = λ/8, λ etecknr våglängden i ledningen, är kopplde enligt figuren. Identisk kretselement med impednsen Z = Z = Z 3 = Z 0 nvänds som vslutning och koppling melln trnsmissionsledningrn. Bestäm impednsen Z melln nodpret. 6 Figuren visr en common gte förstärkre med en NMOS trnsistor. Likspänningskälln DD och motstånden,, SS är vld så tt trnsistorn är i mättndsområdet. Insignlen v in (t) = in cos(ωt) är vld så tt in DD och så tt kopplingskpcitnserns impednser kn försumms. Tröskelspänningen t DD och konstnten K för trnsistorn är känd. DD D C SS CD S L CS vin vut ) it kretsschemt för likspänningen DD (storsignlschemt). ) Bestäm ekvtionern för de två kurvor i { GS, I D }plnet vrs skärningspunkt ger retspunkten, dvs GSQ och I DQ. c) Skiss de två kurvor i { GS, I D }plnet vrs skärningspunkt ger retspunkten, dvs GSQ och I DQ. d) it kretsschemt för småsignlern v in, v ut (r d kn nts vr oändlig). e) Beräkn g m. GSQ och I DQ kn nses vr känd. f) Beräkn v ut. 3

4 Lösningsförslg I Enklst är tt nvänd nodnlys för estämning v tomgångsspänningen. Inför nodpotentilen, enligt figur. KCL på nod ger I = 0 Dett ger I 3 = 3( I) Tomgångsspänningen ges v T H = I =. Theveninresistnsen fås genom tt nollställ ll källor. Dett ger T H = / = 5 i kn nvänd oss v formeln för resistnsen i en ledre med längd l, yt A och konduktivitet σ, = l. Den vänstr resistorn kn då ses som två prllellkopplde resistnser med resistnsern σa = d σ S respektive = d. Det ger resistnsen för den vänstr resistorn σ S L = d = S(σ σ ) Den högr resistorn utgörs v två seriekopplde resitnser med resistnsern 3 = = d. esistnsen för den högr resistorn lir σ S Totl strömmen ges v H = 3 = I = d σ S d σ S = d σ σ S σ σ ( ) = S ( σ σ σ ) σ L H d σ σ d σ S respektive

5 3 För negtiv tider är spänningen noll eftersom dioden är ckspänd. Efter det tt kontkten sluts ldds kondenstorn upp. Tidsförloppet ges v ( v c (t) = 0 e t/c) När kondenstorns spänning når spänningen 0 slutr upplddningen v kondenstorn. Dett sker då 0 ( e t/c) = 0 d.v.s. då t = C ln. Dett ger strömmen 0 t < 0 0 i(t) = e t/c 0 t C ln 0 t > C ln De idel opertionsförstärkrn ger först tt v = v s och v = 0. Nodnlys i nodern och ger. v s v 3 3 v s 0 = 0 v 3 = ( ) 3 v s och 0 v ut 0 v 3 = 0 v ut = v 3 = ( ) 3 v s 5 Förenkl i steg 0) Kretsschemt viss i figuren. ) Lsten är npssd Γ = 0. ) Prllellkoppling, ger Z L = Z 0 /. 3) β = π/λ ger βl = π/ och med cos π/ = 0 och sin π/ = (kvrtsvågstrnsformtor) i ) Slutligen Z in = Z 0 Z L = Z 0. Z = Z 0 //Z in = Z ) Z Z ) Z 3 Z 0 Z 0 Z `= / `= /8 ) Z ) Z 0 Z Z 0 Z 3 `= / ) Z 0 Z ) Z 0 / Z 3 `= / 3) Z ) Z 0 Z 3

6 6 ) Kretsschemt viss i figuren. ) Aretspunkten, Q, för trnsistorn kn estämms med elstningslinjen. KL längs slingn i figuren ger där G GS I D SS = 0 G = DD är potentilen i G. Smndet i mättndsområdet är G KL D D IDQ S DS SS DD I D = K( GS t ) Lösningen v ekvtionssystemet ger retspunkten I DQ, GSQ. 0 G SS ID [ma] c) Se figur. d) Se figur. e) g m = K( GSQ t ). 0 I DQ GS 0 t0 GSQ G 0 5 [] Q f) Utsignlen ges v nodnlys. KCL på nod S ger v gs 0 SS v gs = och KCL på nod D v gs v in S g m v gs = 0 v in S () SS S g m v ut 0 D v ut 0 L g m v gs = 0 G v gs SS D D gmv gs S S v in L v ut med lösning D L v ut = g m v gs = D L v in g m D L S SS S g m D L 6

Relevanta dokument

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 3/6 2017

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 3/6 2017 Tentmen i ETE115 Ellär och elektronik, 3/6 17 Tillåtn hjälpmedel: Formelsmling i kretsteori. Oserver tt uppgiftern inte är sorterde i svårighetsordning. All lösningr skll ges tydlig motiveringr. 1 8 V