Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

Relevanta dokument
Tentamen i Elektronik för E, ESS010, 12 april 2010

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

Tentamen i Elektronik för F, 2 juni 2005

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Tentamen i Elektronik, ESS010, del1 4,5hp den 19 oktober 2007 klockan 8:00 13:00 För de som är inskrivna hösten 2007, E07

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen april 2006

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 5 april 2013

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 18 oktober, 2010, kl

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 11 januari 2013

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 16 dec 2008 klockan 8:00 13:00.

1 Bestäm Théveninekvivalenten mellan anslutningarna a och b i nedanstående krets.

Du behöver inte räkna ut några siffervärden, svara med storheter som V 0 etc.

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen januari 2008

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

Bestäm uttrycken för följande spänningar/strömmar i kretsen, i termer av ( ) in a) Utspänningen vut b) Den totala strömmen i ( ) c) Strömmen () 2

Växelström i frekvensdomän [5.2]

Växelström i frekvensdomän [5.2]

Komplexa tal. j 2 = 1

1 Grundläggande Ellära

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Svar till Hambley edition 6

TENTAMEN Elektronik för elkraft

Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E

IE1206 Inbyggd Elektronik

nmosfet och analoga kretsar

Föreläsning 4, Ht 2. Aktiva filter 1. Hambley avsnitt 14.10, 4.1

Svar och Lösningar. 1 Grundläggande Ellära. 1.1 Elektriska begrepp. 1.2 Kretslagar Svar: e) Slinga. f) Maska

Lösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans

IE1206 Inbyggd Elektronik

Tentamen i Elektronik fk 5hp

Elektronik 2017 EITA35

Tentamen i Elektronik, ESS010, den 15 december 2005 klockan 8:00 13:00

Tentamen i Elektronik - ETIA01

Signalbehandling, förstärkare och filter F9, MF1016

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Växelström K O M P E N D I U M 2 ELEKTRO

Extra kursmaterial om. Elektriska Kretsar. Lasse Alfredsson. Linköpings universitet November 2015

Laboration - Operationsfo rsta rkare

Föreläsning 4/11. Lite om logiska operationer. Hambley avsnitt 12.7, 14.1 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar)

Elektriska komponenter och kretsar. Emma Björk

Elektroakustik Något lite om analogier

Tentamen i Elektronik, ESS010, och Elektronik för D, ETI190 den 10 jan 2006 klockan 14:00 19:00

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 10/1 2015

MATEMATIK OCH MAT. STATISTIK 6H3000, 6L3000, 6H3011 TEN

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Tentamen ssy080 Transformer, Signaler och System, D3

Föreläsning 29/11. Transienter. Hambley avsnitt

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00

Föreläsning 3/12. Transienter. Hambley avsnitt

MOSFET:ens in- och utimpedanser. Småsignalsmodeller. Spänning- och strömstyrning. Stora signaler. MOSFET:ens högfrekvensegenskaper

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Operationsförstärkare (OP-förstärkare) Kapitel , 8.5 (översiktligt), 15.5 (t.o.m. "The Schmitt Trigger )

IE1206 Inbyggd Elektronik

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

10. Kretsar med långsamt varierande ström

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

Hambley: OBS! En del av materialet kommer att gås igenom på föreläsningen

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 4 Operationsförstärkare

Lektion 2: Automation. 5MT042: Automation - Lektion 2 p. 1

Extrauppgifter Elektricitet

Spolen. LE1460 Analog elektronik. Måndag kl i Omega. Allmänna tidsförlopp. Kapitel 4 Elkretsanalys.

IE1206 Inbyggd Elektronik

Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Laboration II Elektronik

Tentamen eem076 Elektriska Kretsar och Fält, D1

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10)

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

Figur 1 Konstant ström genom givaren R t.

isolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

5 OP-förstärkare och filter

Tentamen ellära 92FY21 och 27

Lösningar till övningsuppgifter i

ELLÄRA Laboration 4. Växelströmslära. Seriekrets med resistor, spole och kondensator

Komplexa tal. j 2 = 1

TSTE24 Elektronik. Dagens föreläsning. Förstärkare Mark Vesterbacka. Förstärkarsteg. Småsignalberäkningar. Examinationsexempel s.

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

IE1206 Inbyggd Elektronik

Lektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1

Laboration - Va xelstro mskretsar

TENTAMEN Elektronik för elkraft HT

LABORATION SPÄNNING, STRÖM OCH RESISTANS

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

Program: DATA, ELEKTRO

Kretsteori Exempelsamling 2007

Umeå universitet Tillämpad fysik och elektronik Ville Jalkanen mfl Laboration Tema OP. Analog elektronik för Elkraft 7.

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Beskrivande uppgifter: I: Vad skiljer det linjära området och mättnadsområdet i termer av inversionskanal?

Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in.

MÄTNING AV ELEKTRISKA STORHETER

Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar

TSTE20 Elektronik Lab5 : Enkla förstärkarsteg

Transkript:

Tentamen i Elektronik för F, 3 januari 006 Tillåtna hjälpmedel: Formelsamling i kretsteori, miniräknare Du har fått tag på 6 st glödlampor från USA. Tre av dem visar 60 W och tre 40 W. Du skall nu koppla in fem av dem till ett vanligt svenskt eluttag så att de lyser med avsedd ljusstyrka. a) Visa med ett kretsschema hur du kopplar. b) Hur stor effekt drar din koppling? Ledning: Spänningen på hushållselen i USA är ungefär hälften av den i Sverige. i(t) v (t) Inuti tvåpolen finns en kapacitans C och en resistans. Om en spänning v(t) = 4 4 cos ωt V läggs över ingången fås en ström i(t) = cos(ωt π/4) A. Vinkelfrekvensen är ω 6 rad/s. Visa kretsschemat för kopplingen och bestäm och C. 3 v in (t) g v (t) i (t) b b α i (t) b v L ut Bilden visar småsignalschemat för en återkopplad förstärkare. Bestäm ett ekvationssystem med två ekvationer ur vilka spänningarna v (t) och v ut (t) kan bestämmas. Ekvationssystemet skall skrivas på formen ( ) ( ) ( ) a a v (t) b = a a v ut (t) b Strömmen i b (t) får inte ingå i något av elementen och v (t) och v ut (t) får inte ingå i elementen a ij och b j. (t)

4 t V C v c (t) glimlampa 0 En glimlampa fungerar som en spänningsstabilisator. Glimlampan leder ingen ström om spänningen över den är under en viss spänning V 0. När spänningen blir V 0 joniseras en gas i glimlampan vilket gör att den leder ström. Den tända lampan håller den konstanta spänningen V 0. En glimlampa är inkopplad i den krets som visas i figuren. I detta fall är V 0 = 60 V, 0 kω och C = µf. a) Bestäm tiden t när glimlampan tänds. En logaritm får ingå i svaret. (4p) b) Bestäm spänningen v c (t) som funktion av tiden. Dela upp lösningen i två delar: före och efter glimlampan tänds. (5p) c) Finns det någon annan komponent som har en liknande egenskap som glimlampan? (p) 5 (t) v 0 (t) f (t) v 0 (t) Operationsförstärkarna är ideala. a) Bestäm f uttryckt i så att förstärkningen A = v 0 (t)/ (t) blir densamma för den övre och undre kopplingen. b) Om man skall förstärka en signal från en spänningskälla med en någorlunda stor inre resistans g är en av kopplingarna lite bättre än den andra. Vilken är bäst och varför?

3 6 D D S a) Bestäm arbetspunkten (V DSQ, I DQ ) för den självbiaserade NMOStransistorn i figuren då KP = 50 µa/v, V to = V, L µm, W = 400 µm, V, = 3 MΩ, = MΩ, D = 600 Ω. Eftersom transistorn är i mättnadsläget gäller I DQ = K(V GSQ V to ), där K = KP W/(L). b) Du skall använda transistorn för att förstärka en signal v in (t) = V 0 sin ωt där V 0.5 V. Vi kan anta att v in (t) kommer från en signalgenerator med försumbar inre resistans. Utgå från kretsen i figuren och rita in signalkällan, en resistans och kondensatorer så att du får en förstärkarkoppling. De komponenter du kopplar in får inte ändra biaseringen. Du behöver inte ange kapacitansen för kondensatorerna utan vi kan anta att deras kapacitanser är tillräckligt stora för att fungera som kortslutningar för signalen. c) ita ett småsignalschema och bestäm värdet på den resistans du kopplat in så att förstärkningen blir A v = v 0 v in = 3. Transkonduktansen för en NMOStransistor ges av g m = KI DQ.

4 Lösningar tentamen i Elektronik för F, 3 januari 006 V 60 60 40 40 40 a) Lamporna skall kopplas så att varje lampa får halva den spänning vägguttaget ger. 60 W lampan har resistansen = V /60 Ω och 40 W lampan har resistansen = V /40 = 3 / Ω, där V är effektivvärdet för hushållsspänningen i USA (ca 0 V). Om vi tar 3 stycken 40 W lampor och stycken 60 W lampor och kopplar dem enligt figur så kommer varje lampa få rätt spänning. b) Uppgiften är trivial. P = 60 60 40 40 40 = 40 W. Eftersom likspänningsdelen apänningen ej ger någon ström måste och C sitta i serie. För den sinusformade signalen gäller att den komplexa spänningen och strömmen ges av (cos ωt riktfas) V = 4 V I = e jπ/4 A Tvåpolens inimpedans är därmed Z in = V/I = e jπ/4 = ( j) V/A. Denna skall jämföras med seriekopplingens impedans Z = j ωc. Därmed 3 Nodanalys ger = Ω C = ω = µf v v in v v v v ut g b v ut α v v ut v L B Ekvationssystemet kan skrivas ( g b α b L ) ( ) v (t) = v ut (t) ( vin ) g 0

5 4 a) Innan glimlampan tänds fungerar den som ett avbrott och kretsen är då en vanlig Ckrets. Spänningen över kondensatorn ges av v c (t) = V 0 ( e t/c ) Glimlampan tänds när v c (t) = V 0 dvs vid tidpunkten Svar T = C ln(). b) För t > C ln() fungerar glimlampan som en spänningskälla med spänningen V 0. för att finna en ekvation för v c (t) kan vi använda nodanalys. Det ger v c V 0 v c V 0 i c Eftersom i C (t) = Cv C (t) ges differentialekvationen och begynnelsevillkoret för spänningen v c (t) av Lösningen ges av Svar: 3V 0 C v c (T ) = V 0 dv c (t) dt v c (t) v c (t) = 3V 0 V 0e t/c v c (t) = V 0 ( e t/c ) för t < C ln() v c (t) = 3V 0 V 0e t/c för t C ln() c) Zenerdioden har en liknande egenskap när den backspänns. Dess maximala backspänning är dock mindre än glimlampans. 5 a) Genom serie och parallellkoppling blir det återkopplande moståndet för den övre inverterande förstärkaren t = ( /) = 8. Utsignalen får vi genom 5 nodanalys 0 5(0 v 0) 8 Svar: v 0 =.6. Nodanalys för den undre ickeinverterande förstärkaren v 0 f Därmed fås v 0 = f. Svar: Vi skall alltså välja f.6 b) Den undre är bättre eftersom dess inresistans är oändlig. Den övre förstärkaren har inresistansen i = och därmed påverkar g utsignalen.

6 6 a) De givna värdena ger K 3 A/V. Det går inte går någon ström från gate till source varvid spänningsdelning ger V GSQ = = 5 V. Från sambandet mellan I DQ och V GSQ får vi I DQ = K(5 V to ) = 6 ma därmed är V DSQ I DQ D.4 V Svar: Arbetspunkten ges av V DSQ.4 V och I DQ = 6 ma. b) D C v in C D S L v 0 Om vi använder kopplingen i figuren så får vi en förstärkning av insignalen. c) v in (t) Småsignalschemat ges av figuren. Vi ser att g m v (t) in v 0 (t) = g m v in (t) L D L D D v L 0 och att g m = KI DQ = 8 ms. Förstärkningen är A v = v 0 v in = g L D m L D. Löser vi ut L från detta samband får vi Svar: L = = kω. Av D g m D A v (t)