1. Co to jest prąd elektryczny? Prąd elektryczny jest to uporządkowany przepływ nośników prądu, w metalach są to elektrony, w półprzewodnikach elektrony i dziury, w roztworach jony.

2. Podaj prawo Ohma, wyjaśnij symbole.

Prąd elektryczny I płynący w przewodniku jest wprost proporcjonalny do przyłożonego napięcia elektrycznego U na zaciskach tego przewodnika, a odwrotnie proporcjonalny do rezystancji przewodnika R, przy czym rezystancja jest z reguły wartością stałą w danych warunkach.

3. Co to jest pojemność elektryczna? Pojemność elektryczna jest to zdolność przewodnika do gromadzenia ładunku elektrycznego
Jednostką jest 1F - Farad

4. Podaj metody wytwarzania SEM. - Elektrownia; - Źródła chemiczne - bateria, akumulator - metoda elektrochemiczna; - Źródła mechaniczne - prądnica - metoda elektromechaniczna; - Foto ogniwa - metoda fotoelektryczna; - Ciepło (termopara) - metoda termoelektryczna

5. Co to jest dopasowanie elektryczne w obwodach? O dopasowaniu elektrycznym pomiędzy źródłem i odbiornikiem mówimy wtedy, gdy rezystancje wyjściowa źródła i wejściowa odbiornika są sobie równe, wówczas występują najmniejsze straty energii.

6. Narysować przebieg napięcia sinusoidalnego i podać parametry opisujące.

U

U_m

U_SS

t U_PP

T u(t) = U_msinωt

T - okres przebiegu - [S], częstotliwość
[Hz], ω = 2πf - pulsacja; U_SS lub U_PP - napięcie międzyszczytowe; U_m - amplituda

7. Narysować i podać podstawowe parametry równoległego obwodu rezonansowego.

- admitancja

- pulsacja rezonansowa

- częstotliwość rezonansowa

- dobroć obwodu

8. Narysować charakterystyki statyczne diody krzemowej

U_F - napięcie w kierunku przewodzenia

U_R - napięcie w kierunku zaporowym (wsteczne)

U_RM - napięcie przebicia złącza

I_R - prąd wsteczny

I_F - prąd w kierunku przewodzenia

9. Narysować rodzinę charakterystyk wyjściowych Ic(Uce) tranzystora npn w układzie OE

10. Zdefiniować współczynnik β tranzystor. Współczynnik β (h₂₁) jest to współczynnik wzmocnienia prądowego

Jest to tangens kąta prostej z charakterystyki przejściowej tranzystora w dowolnym układzie.

11. Podać ograniczenia obszaru pracy tranzystora bipolarnego.

U_CES - napięcie nasycenia

U_CEM - napięcie maksymalne

I_CM - prąd maksymalny

I_CE0 - prąd zerowy

P_CM = I_C*U_CE = const - hiperbola ograniczająca moc dopuszczalnych strat

P.S. nie wiem czy oto chodzi w tym pytaniu!

12.Omówić zasadę pracy tranzystora unipolarnego

Zasada działania tych tranzystorów polega na sterowaniu przewod­nością materiału półprzewodnikowego za pomocą pola elektrycznego. Tranzystor polowy złączowy FET, np. z kanałem typu n, składa się z obszaru półprzewodnika typu n, do którego w jednym końcu dołączona jest elektroda źródła S, a drugim - elektroda drenu D. Bramka G stano­wi obszar typu p i może być wykonana w postaci pierścienia wokół obszaru kanału. Tworzy się w ten sposób dookólne złącze p-n. Jeśli bramkę spolaryzujemy zaporowo w stosunku do źródła, to podobnie jak w typowym złączu p-n, powiększy się obszar ładunku przestrzenne­go, tym bardziej, im wyższe przy­łożymy napięcie. Zmniejszamy w ten sposób efektywną szerokość kanału, przez którą może płynąć prąd, wymuszony przez źródło napięcia U_DS. Możliwe jest też całkowite zamknięcie kanału. Napięcie U_GS, dla którego to na­stąpi, określamy terminem na­pięcia odcięcia U_GSoff. Mamy, więc do czynienia z modulacją szero­kości kanału (a więc efektywnej przewodności kanału) za pomocą napięcia bramki. Ponieważ złą­cze bramka-kanał jest polaryzowane zaporowo, prąd bramki (wstecz­ny) jest pomijalnie mały. Moc potrzebna do sterowania bramki, będąca iloczynem napięcia U_GS i prądu bramki I_G jest, więc bardzo mała, wielka jest natomiast rezystancja wejściowa tranzystora.

13. Omówić zasadę pracy tyrystora

Tyrystor jest przyrządem półprzewodnikowym przeznaczonym do pracy w charakterze sterowanego wyłącznika. Charakteryzują go jedy­nie dwa stany: włączenie i wyłączenie. Jest to struktura zawierająca trzy złącza p-n. Tyrystor ma trzy elektrody: bramkę G, katodę K i anodę A. W normalnym układzie pracy anoda jest polaryzowana doda­tnio w stosunku do katody. Doprowadzenie do bramki napięcia doda­tniego w stosunku do katody (a więc spowodowanie przepływu prądu) powoduje doprowadzenie złącza p₁-n₁ w stan przewodze­nia, co sprawia, że tyrystor jako całość staje się przewodzący. Mechanizm przewodzenia sprawia, że może ono trwać pomimo odłączenia napięcia bramki. Przer­wanie przepływu prądu możliwe jest dopiero po zmniejszeniu na­pięcia lub prądu anody do warto­ści bliskiej zeru.

14. Co to jest dioda elektroluminescencyjna i do czego służy? Złącza p-n w niektórych typach półprzewodników mają własności emitowania promieniowania świetlnego pod wpływem prądu płynącego przez złącze. Zjawisko to jest wykorzystywane do budowy diod elektro­luminescencyjnych LED (Light Emitting Diode). W zależności od rodza­ju półprzewodnika diody emitują promieniowanie z zakresu bliskiej podczerwieni lub z zakresu światła widzialnego o barwie: czerwonej, żółtej, pomarańczowej, zielonej lub niebieskiej. Diody LED są stosowane w układach sygnalizacji optycznej oraz w układach zdalnego sterowania, układach sterowania prędkości wiro­wania silników gramofonu lub magnetofonu itp. Wykonywane są one jako pojedyncze elementy w obudowach różnych typów lub w zestawach wskaźników. Mogą to być wskaźniki liniowe: szereg diod świecących po­łączonych mechanicznie dających efekt świecącej linijki lub wędrującego punktu świetlnego. Drugim ty­pem są wskaźniki cyfrowe siedmio­segmentowe lub alfanumeryczne. Wskaźniki siedmioseg­mentowe służą do wyświetlania cyfr (wraz z kropką). Występują one w dwóch odmianach, przy czym diody połączone są katodami lub anoda­mi. Wskaźniki alfanumeryczne zbu­dowane są z większej liczby seg­mentów, umożliwiającej wyświetla­nie cyfr i liter.

15. Zdefiniować podstawowe parametry wzmacniacza. Do podstawowych parametrów charakteryzujących właściwości wzmacniacza zalicza się: wzmocnienie (mocy, napięcia i prądu), sprawność, impedancję wejściową i wyjściową, wejściowe i wyjściowe napięcia (lub moce) znamionowe, zakres częstotliwości wzmacnianych sygnałów (pasmo przeno­szenia), zakres dynamiczny wzmacniacza, poziom szumów własnych i nielinio­wość. Ponieważ większość tych parametrów zależy od częstotliwości, określa się, więc w wielu przypadkach ich zależności częstotliwościowe.

- Wzmocnieniem napięciowym wzmacniacza A_U nazywa się stosunek na­pięcia wyjściowego U_O do napięcia wejściowego U_I

Podobnie wzmocnienie prądowe A_I definiuje się jako stosunek prądów wyjścio­wego i wejściowego
. Natomiast wzmocnienie mocy jest określane stosunkiem mocy dostarczonej do obciążenia (lub wejścia następnego stopnia) do mocy wejściowej A_P = A_U*A_I. Wzmocnienia wyraża się często w mierze logarytmicznej, której jednostką jest decybel (dB). Sprawność wzmacniacza η określa się przez stosunek mocy, którą wzmacniacz oddaje do obciążenia, do sumarycznej mocy, którą wzmacniacz pobiera ze źródła lub źródeł zasilania. Impedancja wejściowa - jest to stosunek napięcia wejściowego do prądu wejściowego natomiast impedancja wyjściowa - stosunek napięcia wyjściowego przy nieob­ciążonym wyjściu do zwarciowego prądu wyjściowego. Znamionowe napięcie wejściowe U_I (lub moc wejściowa P_I) jest to war­tość napięcia wejściowego (lub mocy wejściowej), przy którym wzmacniacz oddaje do obciążenia określoną wymaganiami technicznymi moc wyjściową (znamionową) lub na obciążeniu występuje znamionowe napięcie wyjściowe. Pasmo przenoszenia B jest to zakres częstotliwości wzmacnianych syg­nałów, dla którego moc wyjściowa wzmacniacza nie zmniejsza się poniżej 50% mocy uzyskiwanej w środku pasma. W mierze logarytmicznej odpowiada to spadkowi wzmocnień (napięciowego, prądowego i mocy) 0 3 dB dla częstot­liwości skrajnych zakresu. Częstotliwości te są nazywane częstotliwościami granicznymi, dolna f_d oraz górną f_g, a ich różnica wyznacza szerokość pasma przenoszenia wzmacniacza B = f_g - f_d. Zakresem dynamicznym D_W wzmacniacza nazywa się dopuszczalne war­tości amplitud sygnałów wejściowych (np. napięć wejściowych od U_lmin do U_Imax), dla których amplituda sygnału wyjściowego (np. napięcia wyjściowego) jest proporcjonalna do amplitudy sygnału wejściowego ze współczynnikiem proporcjonalności równym wzmocnieniu. Dla napięć sygnału wejściowego mniejszych od U_lmin sygnał jest maskowany przez szumy własne wzmacniacza. U_lmin jest, więc określone poziomem szumów własnych wzmacniacza. Dla na­pięć wejściowych większych od U_Imax sygnał wyjściowy wzmacniacza będzie niedopuszczalnie zniekształcony, gdyż wskutek przeciążenia elementu aktyw­nego wzmacniacza będzie zmniejszało się jego wzmocnienie. Zakres dynamicz­ny wzmacniacza określa się podając jego przejściową charakterystykę am­plitudową lub stosunek napięcia wejściowego maksymalnego do napięcia mi­nimalnego
Zakres dynamiki podaje się także w mierze logarytmicznej D_W [dB] = 20 lg D_W

16. Co to jest transormator i do czego służy? Podac podstawowe właściwości.

Transformator służy do przetwarzania energii elektrycznej o jednym napięciu na energię o innym napięciu. Napięcie wtórne U2 jest tyle razy większe od pierwotnego U1, ile razy liczba zwojów uzwojenia wtórnego z2 jest większa od liczby zwojów uzwojenia pierwotnego z1. u2/u1= z2/z1 Dobierając zatem odpowiednie liczby zwojów w uzwojeniu pierwotnym i wtórnym, możemy otrzymać takie napięcia na wyjściu, jakie jest nam potrzebne. Transormuje się tylko napięcia przemienne. Przekładnia transformatora Y= z1/z2. Powinien mieć jak najwyższą sprawność. Uzwojenie pierwotne wytwarza w rdzeniu zmienny strumień magnetyczny pod wpływem którego w uzwojeniu wtórnym indukuje się SEM. Transformator podwyższając napięcie obniża natężenie prądu i odwrotnie, obniżając napięcie podwyższa natężenie. U1I1≈U2I2 U2/U1~I1/I2 Ile razy wzrośnie napięcie w obwodzie wtórnym, tyle razy zmniejszy się tam natężenie. Wynika z tego, że moc prądu w obwodzie wtórnym jest równa mocy prądu w obwodzie pirwotnym.

17. Omówić właściwości termistora

Termistor działa w zakresie -50ºC do 150,200ºC. Jest rezystorem półprzewodnikowym, charakteryzującym się dużym współczynnikiem temperaturowym rezystancji α_t. Współczynnik ten określa zmianę rezystancji termistora przy zmianie temperatury o ΔT. Gdy ΔT⇒0 α_t= (1/R_t )(ΔR/ΔT) Termistory, zależnie od wartości i znaku współczynnika α_T , dzieli się na trzy grupy: 1) typu NTC-ich rezystancja maleje ze wzrostem temperatury. Współczynnik α_T jest ujemny i jest przeszło 10 razy większy niż metali. Do ważniejszych charakterystyk termistora należy charakterystyka napięciowo prądowa.

Ważnym parametrem jest też rezystancja znamionowa dla danej temp.(zwykle 25ºC) R₂₅=(0,01÷1000kΩ) r₂₅=(-3,0 ÷ -6,0) Każdemu jej punktowi odpowiada określona rezystancja statyczna i rezystancja dynamiczna r₂₅=ΔU/ΔT. R_T=tgβ₁ R_T=tgβ₂

Ze względu na nieliniowy przebieg charakterystyki rezystancja dynamiczna zależy od położenia punktu pracy.

2) typu PTC- charakteryzują się tym, że w ograniczonym, ale dość dużym zakresie temperatury ich rezystancja wzrasta ze wzrostem temperatury.

3) typu CTR- charakteryzują się tym, że w otoczeniu określonej temperatury ich rezystancja gwałtownie maleje. Ten skok rezystancji zachodzi w wąskim zakresie temperatur ~1K. Zastosowanie termistorów: pomiar temperatury, element kompensujący, do stabilizacji napięcia, amplitudy drgań, do ochrony elementów przed przeciążeniem.

18. Omówić wpływ temperatury na właściwości złączy p-n.

Przebieg charakterystyki złącza p-n zależy w dużym stopniu od temperatury. Dotyczy to przede wszystkim prądu wstecznego, który wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem temperatury. Wobliczeniach szacunkowo można przyjąć, że zwiększa się on ok. 2- krotnie przy wzroście temp. o 10 K.

Dla kierunku przewodzenia zależność prądu złącza od temperatury ma bardziej złożony charakter. We wzorze opisującym charakterystykę I(U) złącza p-n:
.

Pierwszy czynnik I_s (prąd nasycenia zwiększa się wykładniczo z temperaturą, natomiast czynnik
wykładniczo maleje. W następstwie , w zakresie

małych napięć polaryzujących złącze w kierunku przewodzenia, ze wzrostem temp. rośnie ( przewyższa czynnik I_s), natomiast w zakresie wyższych napięć przeważa wpływ drugiego czynnika i prąd złącza przy wzroście temp. maleje. Pomiędzy tymi zakresami istnieje punkt, w którym I_F nie zależy od temperatury.

Temperaturowe zmiany charakterystyki w kierunku przewodzenia określa się przez podane wartości zmiany napięcia polaryzacji, jaką należy przeprowadzić przy zmianie temp złącza o jeden Kelvin, aby prąd złącza uległ zmianie. (Temp. współczynnik zmian napięcia rzewodzenia.

19. Narysować rodzinę charakterystyk wyjściowych I_C­(U_CE­) tranzystora n-p-n w układzie OE.

20. Podać ograniczenia obszaru pracy tranzystora tranzystora bipolarnego.

- dopuszczalny prąd kolektora I_Cmax płynącego przez tranzystor ( od kilkudziesięciu mA dla tranzystora małej mocy, do kilkudziesięciu amperów dla tranzystorów dużej mocy); - dopuszczalne napięcie kolektor - emiter U_Cemax wynika ze zjawiska powielania lub przebicia lawinowego w złączu kolektorowym. (od kilku woltów do 2 kV); - wartość prądu zerowego I_CE) poniżej którego tranzystor jest w stanie zatkania(rozwarcie na zaciskach kolektor-emiter; - Dopuszczalne straty mocy P_Cmax sa równe w przybliżeniu maksymalnej mocy, jaka może wydzielić się w złączu kolektorowym P_C =U_CEI_C i w polu charakterystyk wyjściowych przedstawiają hiperbolę.

21. Co to jest tranzystor bipolarny, do czego służy ?

Tranzystor bipolarny stanowi kombinację dwóch półprzewodnikowych złączy PN, wytworzonych w jednej płytce półprzewodnika. Procesy zachodzące w jednym złączu oddziałują na drugie, a nośnikami ładunku elektrycznego są elektrony i dziury, o czym świadczy przymiotnik bipolarny.

Możliwe jest przy tym dwojakie uszeregowanie obszarów o różnym typie przewodnictwa PNP i NPN dające dwa przeciwstawne typy tranzystorów. Zasada ich działania jest jednakowa, różnice występują w polaryzacji zewnętrznych źródeł napięcia i w kierunku przepływu prądów.

Tranzystor jest elementem wzmacniającym.

22. Omów pracę najprostszego wzmacniacza z tranzystorem bipolarnym.

Źródła napięć stałych E_C i E_B służą do spolaryzowania złączy emiterowego i kolektorowego tak by tranzystor był w stanie aktywnym. Sygnał wejściowy doprowadza się między bazę a emiter tranzystora. Sygnał wyjściowy pobiera się z kolektora. Np. do wejścia doprowadzamy U_WE=ΔU_BE o wartości << niż U_BE wynikającej z polaryzacji tranzystora. Następuje wtedy zmiana prądu bazy ΔI=ΔU_BE/r_BE=U_WE/r_BE

r_BE- rezyst.baza - emiter tranzstora. Zmiana prądu bazy powoduje zmianę prądu kolektora. (z charakterystyk wyjściowych - w zakresie aktywnym są prawie poziome, więc I_C zależy tylko od I₀ a nie od U_CE) ΔI_C=β₀ΔI_B=β₀*U_WE/r_BE; β₀- małosygnałowy współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora w układzie WE.

Dla obwodu wyjściowego (II prawo Kirchoffa) U_CE=E_C-I_CR_C. Ta zmiana prądu kolektora o ΔI_C spowoduje zmianę napięcia o ΔU_CE, zmiana ta jest sygnałem wyjściowym. U_WY=ΔU_CE=-ΔI_CR_C=-U_WEβ₀*R_C/r_BE. Wzmocnienie napięciowe układu K_R=U_WY/U_WE=-β₀*R_C/r_BE. Układ odwraca fazę sygnałów wejściowych o 180⁰ (przy obciążeniu rezystancyjnym w zakresie małych i średnich częstotliwości)

23. Co to jest dioda elektro-luminescencyjna i do czego służy? Złącza PN w niektórych typach półprzewodników mają własność emitowania promieniowania świetlnego pod wpływem prądu płynącego przez złącze. Zjawisko to wykorzystywane jest do budowy diod elektroluminescencyjnych LED. W zależności od rodzaju półprzewodnika diody emitują promieniowanie z zakresu bliskiej podczerwieni lub światła widzialnego o barwie czerwonej, żółtej, pomarańczowej, zielonej i niebieskiej.

Diody LED stosuje się w układach sygnalizacji optycznej, zdalnego sterowania, układach sterowania prędkości silników. Mogą być zblokowane w wyświetlacze diodowe.

24. W jakim celu stosuje się we wzmacniaczach ujemne sprzężenie zwrotne? Sprzężenie zwrotne- przekazywanie części sygnałów wyjściowego (nazywanej sygnałem zwrotnym) z wyjścia na wejście układu gdzie sumuje się on z sygnałem wejściowym zmieniając właściwości układu.

Ujemne sprzężenie zwrotne- sygnał sprzężenia zwrotnego X_S ma fazę przeciwną niż sygnał wejściowy X_WE. Sygnał sterujący wzmacniacz X_R=X_WE=X_S jest mniejszy od sygnału wejściowego X_we.

Zalety ujemnego sprzężenia zwrotnego: - zmniejszenie wrażliwości układu na zmiany parametrów elementów, warunków zasilania, czynników zewnętrznych itp.; - zmniejszenie zniekształceń nieliniowych, zakłóceń i szumów; - możliwość rozszerzenia pasma przenoszenia i kształtowania żądanych charakterystyk częstotliwości; - możliwość zmiany wartości impedancji wyjściowej i wejściowej;

25. Omów zasadę pracy tranzystora unipolarnego. Tranzystory unipolarne (polowe) stanowię grupę kilku rodzajów elementów, których wspólną cechą jest pośrednie oddziaływanie pola elektrycznego na rezystancję półprzewodnika lub na rezystancję cienkiej warstwy nieprzewodzącej. Teoretycznie sterowanie pracą tranzystora unipolarnego może odbywać się bez poboru mocy. W dzianiu elementu bierze udział tylko jeden rodzaj nośników ładunku (dziury lub elektrony) - stąd nazwa unipolarny.

Czynnik sterujący - pole elektryczne wytwarzane jest przez przykładane do bramki napięcie. (szerokość kanału, efektywna przewodność kanału).

26. Zdefiniować współczynnik β tranzystora. Jest to wielko sygnałowy współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora w układzie ze wspólnym emiterem WE charakteryzujący właściwości wzmacniające tegoż tranzystora. (Tranzystor posiada właściwości wzmacniające będąc w stanie aktywnym, emiter-baza w kierunku przewodzenia, kolektor-baza w kierunku wstecznym). β=h_2+E=I_C/I_B U_CE=0; I_C- prą kolektora; I_B- prąd bazy; U_CE- napięcie kolektor-emiter

27. Co to są zniekształcenia liniowe we wzmacniaczu? Są to zniekształcenia wywołane niejednakowym przenoszeniem przez wzmacniacz sygnałów o różnych częstotliwościach. W wyniku nieliniowości elementów wzmacniacza charakterystyka przenoszenia obrazująca zależności wartości ustalonej napięcia (prądu) wyjściowego od wartości napięcia (prądu) wejściowego odbiega od linii prostej tym bardziej im wyższa jest amplituda. Im większe zakrzywienie charakterystyki tym większe zniekształcenia.

28. Co to jest rezystancja wejściowa wzmacniacza i co od niej zależy? Rezystancja wejściowa wzmacniacza, który na ogół stanowi kaskadowe połączenie szeregu stopni wzmacniających, wpływa na dopasowanie parametrów stopnia wejściowego do źródła sygnału. (powinny być dopasowane) R_WE=U_WE/I_WE. Rezystancja wejściowa oraz własności szumowe determinują minimalną wartość sygnału wejściowego.

29. Zdefiniować podstawowe parametry wzmacniacza.

A) współczynnik wzmocnienia napięciowego K_U=U_WY/U_WE

współczynnik wzmocnienia prądowego K_I=I_WY/I_WE

współczynnik wzmocnienia mocy K_P=P_WY/P_WE

B) Impedancja wejściowa Z_WE=U_WE/I_WE

C) Impedancja wyjściowa Z_WY=U_WY/I_WY

D) Zniekształcenie liniowe i nieliniowe.

E) Zakres dynamiczny DS.=U_{WE MAX}/U_{WE MIN}

F) Szerokość pasma przenoszenia B=f_g-f_d

30. 31. Do czego służy oscyloskop ? Zasada działania oscyloskopu.

Oscyloskop jest najbardziej uniwersalnym elektronicznym przyrządem pomiarowym, stosowanym do pomiarów i badania różnorodnych okresowych i nieokresowych przebiegów elektrycznych oraz zjawisk nieelektrycznych, które dają się przetworzyć na elektryczne.

Za pomocą oscyloskopu elektronicznego można mierzyć wartości napięć mocy, przesunięć fazowych, częstotliwości, badać właściwości przebiegów elektrycznych, obserwować charakterystyki częstotliwościowe i impulsowe układów itp.

Główną zaletą oscyloskopu jest możliwość obserwacji i rejestracji charakteru i kształtu przebiegów uwidocznionych na ekranie lampy oscyloskopowej.

Zasadniczym elementem oscyloskopu jest pomiarowa lampa oscyloskopowa, w której strumień elektronów, padając na ekran pokryty luminoforem, powoduje jego świecenie.

Przy odchylaniu strumienia elektronów, padając na ekran plamka świetlna na ekranie porusz się rysując jasną krzywą. Promień może być odchylany w dwóch kierunkach: - poziom za pomocą specjalnie ukształtowanego napięcia; - pionowym za pomocą badanego napięcia

Napięcia rozciągu linearnego odpowiada współrzędnej poziomej, określającej czas, a napięcie badane współrzędnej pionowej.

Przy odpowiednio dobranych częstotliwościach rozciągu linearnego i badanego napięcia na ekranie mamy nieruchomy obraz, przedstawiający przebieg badanego napięcia w funkcji czasu.

32. Omówienie własności wzmacniacza operacyjnego

Pojęcie wzmacniacz operacyjny odnosi się do wzmacniaczy przeważnie o sprzężeniu bezpośrednim, dużym wzmocnieniu i z reguły przeznaczonych do pracy z zewnętrznym obwodem sprzężenia zwrotnego, który decyduje o właściwościach całego układu.

Wzmacniacz operacyjny jest wzmacniaczem prądu stałego o szerokim paśmie przewodzenia, bardzo dużym wzmocnieniu (K_u= 10⁵ ), bardzo dużej rezystancji wejściowej, dużej stałości parametrów przy zamianach temp. Oraz napięć zasilających oraz nieskończenie dużym zakresem dynamicznym sygnału.

Wzmacniacz taki ma wejścia symetryczne (różnicowe) a wyjścia niesymetryczne.

Jedno wejście jest odwracające „- ” (inwersyjne) a drugie nieodwracające oznaczone „+”.

Jeśli do wejścia nieodwracającego zostanie doprowadzone napięcie sinusoidalne to przesunięcie fazowe między sygnałami wejściowymi i wyjściowymi wyniesie 180°. Przy doprowadzeniu tego napięcia do wejścia nieodwracalnego przesunięcie to będzie 0(gdy do wejść doprowadzi się takie same sygnały na wyjściu będzie 0).

Wzmacniacze operacyjne są jednymi z najbardziej rozpowszechnionych analogowych układów elektronicznych realizowanych w postaci monolitycznych układów scalonych.

33. Jak w obwodzie włącza się woltomierz a jak amperomierz ?

34. Co to jest przetwornik analogowo cyfrowy i do czego służy ?

Przetwornik analogowo cyfrowy służy do przetwarzania sygnałów analogowych na cyfrowe. Najczęściej przetwarza napięcie, prąd, przedział czasu itp. Wielkością wyjściową jest sygnał cyfrowy wyrażony w kodzie dwójkowym lub dwójkowo - dziesiętnym. (np. woltomierze oraz oscyloskopy cyfrowe)

35. Zastosowanie miernika magneto - elektrycznego.

Miernik magneto - elektryczny jest typowym miernikiem prądu stałego reagującym na zwrot przepływu prądu, czyli na biegunowości włączenia. Mierniki tego typu mogą być w odpowiednich układach połączeń używane jako amperomierze oraz woltomierze. Mają dużą czułość, dokładność i mały pobór mocy.

36. Narysować schemat wzmacniacza odwracającego (nazwać zastosowane sprzężenie).

Znak minus wskazuje, że sygnał wyjściowy jest odwrócony w fazie o 180° w stosunku do sygnału wejściowego. Gdy napięcie wejściowe wzrasta, wyjściowe maleje(ujemne sprzężenie zwrotne). Rezystancja wejściowe wzmacniacza odwracającego R_A= R₁//R_f­ (symetryczne warunki polaryzacji). Sprzężenie to poprawia stałość pracy i liniowość wzmocnienia, poszerza pasmo przenoszonych częstotliwości oraz zwiększa zakres dynamiczny układu.

37. Zasada rozszerzenia zakresu woltomierza miernika magnetoelektrycznego.

Odchylenie wskazówki woltomierza zależy bezpośrednio od prądu I_r płynącego przez woltomierz a tylko pośrednio od napięci U_r , które jest równe iloczynowi rezystancji U_r = I_r * R_r ; Jeżeli w szeregu z woltomierzem włączymy opornik dodatkowy R_d to przy tym samym prądzie I_r napięcia na końcach gałęzi szeregowej : U = (R_r + R_d ) * I_r; Równanie to dzielimy stronami przez poprzednie i przez n = U/U_r oznaczmy żądaną krotność zwiększenia zakresu pomiarowego: n = U/U_r = (R_r + R_d)/ R_r stąd R_r + R_d = n*R_r

38. Omówić zasadę pracy częstościomierza cyfrowego.

Badany przebieg po ewentualnym wzmocnieniu jest formowany w ciąg impulsów o tej samej częstotliwości (mierzonej). Wzorzec częstotliwości (generator wzorcowy). Połączenie z układami powielania które jednoczenie zapewniają regulację częstotliwości wskazań, dają ciąg impulsów wzorcowych o częstotliwości f_w .

Impulsy te wyzwalają układ sterowania (przerzutnik bramkujący) który wyznacza wzorcowy czas pomiaru T_p w którym jest otwarta bramka.

W czasie otwarcia bramki do licznika doprowadza się impulsy o częstotliwości mierzonej f_x . Liczba zliczanych impulsów N_x = T_p * f_x wyznacza bezpośrednio na wskaźnikach cyfrowych licznika wartości mierzonej częstotliwości f_x (układ kasowania tuż przed otwarciem bramki doprowadza licznik do stanu zerowego).

39. Podstwowe własności półprzewodnika samoistnego i domieszkowanego.

Półprzewodnik samoistny-półprzewodnik jednorodny pozbawiony zanieczyszczeń w którym koncentracja elektronów jest równa koncentracji dziur n=p. Iloczyn tych właściwości (koncentracji) jest wykładniczą funkcją temperatury i szerokości pasma wzbronionego. Półprzewodniki samoistne nie mają dodatkowych poziomów energetycznych w paśmie zabronionym.

Półprzewodnik domieszkowany-kryształ półprzewodnikowy zawierający w poszczególnych węzłach sieci wtrącone obce atomy. Typu n - koncentracja elektronów w paśmie przewodnictwa jest więkrza od koncentracji dziur w pasmie podstawowym. Typu p - koncentracja dziur w paśmie podstawowym większa od koncentracji el. W paśmie przewodnictwa.

W półprzewodniku domieszkowanym oprócz poziomów domieszkowych (donorowych lub akceptorowych) położonych blisko pasm przewodnictwa lub podstawowego, mogą występować poziomy w pobliżu środka pasma wzbronionego. Poziomy przesiadkowe powstają w wyniku dyslokacji lub domieszkowania (przyśpieszają procesy kombinacyjne).

38. Zasada powstawania napięcia piłokształtnego.

Najprostszy osób otrzymywania napięć piłokształtnych polega na okresowym ładowaniu i rozładowywaniu kondensatora.

Jeśli styki przełącznika P1 są zwarte, a przełącznika P2 rozwarte, to kondensator C ładuje się ze źródła napięcia stałego E przez rezystor R1, ze stałą czasową (duże tau 1)=R₁C. Gdy w chwili t₁ nastąpi zwarcie styków przełącznika P2 i rozwarcie styków przełącznika P1, to kondensator naładowany do napięcia U1 zacznie się rozładowywać przez rezystor R2 ze stała czasową (duże tau 2)=R₂C. Jeżeli R₂<<R₁, to rozładowanie kondensatora jest znacznie szybsze od rozładowania. Po zmniejszeniu napięcia do wartości U2 nastąpi zadziałanie obydwu przełączników i znowu zacznie się kondensatora.

Przez periodyczne przełączenie obydwu otrzymuje się przebiegi okresowe. Rolę przełączników w rzeczywistych generatorach spełniają najczęściej tranzystory.

40. Co to są układy generacyjne, do czego służą?

Każdy generator jest przetwornicą energii elektrycznej. Czerpie on energie ze źródła napięcia (prądu) stałego i przemienia w energię napięcia (prądu) zmiennego.

Przetwarzanie energii odbywa się zawsze z pewnymi stratami, czyli moc prądu zmiennego jest zawsze mniejsza od mocy pobieranej ze źródła prądu stałego.

Generatory służą do wytwarzania przebiegów elektrycznych o określonym kształcie. Układy generujące napięcia zbliżone do sinusoidy są nazywane generatorami przebiegów sinusoidalnych. Często wykorzystuje się napięcia o przebiegu niesinusoidalnym np. prostokątnym czy półprostokątnym.

41. Co może zapewnić automatyka. Podać podstawowe zastosaowania.

Automatyka to dyscyplina naukowa i techniczna zajmująca się teorią i praktyczną realizacja urządzeń sterujących obiektami technicznymi bez udziału człowieka lub z ograniczonym jego udziałem. Jest ona podstawą teoretyczną konstruowania automatów oraz podstawą automatyzacji czyli wprowadzenia urządzeń automatycznych w celu samoczynnego sterowania, regulowania obiektów technicznych, oraz kontrolowania przebiegu różnych procesów.

1. Co to jest prąd elektryczny?

2. Podaj prawo Ohma, wyjaśnij symbole.

3. Co to jest pojemność elektryczna?

4. Podaj metody wytwarzania SEM.

5. Co to jest dopasowanie elektryczne w obwodach?

6. Narysować przebieg napięcia sinusoidalnego i podać parametry opisujące.

9. Narysować rodzinę charakterystyk wyjściowych Ic(Uce) tranzystora npn w układzie OE

10. Zdefiniować współczynnik β tranzystor.

11. Podać ograniczenia obszaru pracy tranzystora bipolarnego.

12.Omówić zasadę pracy tranzystora unipolarnego

13. Omówić zasadę pracy tyrystora

14. Co to jest dioda elektroluminescencyjna i do czego służy? Złącza p-n w niektórych

15. Zdefiniować podstawowe parametry wzmacniacza.

17. Co to jest transormator i do czego służy? Podac podstawowe właściwości.

17. Omówić właściwości termistora

18. Omówić wpływ temperatury na właściwości złączy p-n.

19. Narysować rodzinę charakterystyk wyjściowych I_C­(U_CE­) tranzystora n-p-n w układzie OE.

20. Podać ograniczenia obszaru pracy tranzystora tranzystora bipolarnego.

21. Co to jest tranzystor bipolarny, do czego służy ?

22. Omów pracę najprostszego wzmacniacza z tranzystorem bipolarnym.

23. Co to jest dioda elektro-luminescencyjna i do czego służy?

24. W jakim celu stosuje się we wzmacniaczach ujemne sprzężenie zwrotne?

25. Omów zasadę pracy tranzystora unipolarnego.

26. Zdefiniować współczynnik β tranzystora.

27. Co to są zniekształcenia liniowe we wzmacniaczu?

28. Co to jest rezystancja wejściowa wzmacniacza i co od niej zależy?

29. Zdefiniować podstawowe parametry wzmacniacza.

30. 31. Do czego służy oscyloskop ? Zasada działania oscyloskopu.

32. Omówienie własności wzmacniacza operacyjnego

33. Jak w obwodzie włącza się woltomierz a jak amperomierz ?

34. Co to jest przetwornik analogowo cyfrowy i do czego służy ?

35. Zastosowanie miernika magneto - elektrycznego.

36. Zasada rozszerzenia zakresu woltomierza miernika magnetoelektrycznego.

38. Omówić zasadę pracy częstościomierza cyfrowego.

39. Podstwowe własności półprzewodnika samoistnego i domieszkowanego.

42. Co to są układy generacyjne, do czego służą?

43. Co może zapewnić automatyka. Podać podstawowe zastosaowania.

2

Charakterystyki wyjściowe przedstawiają związek między prądem kolektora I­_C i napięciem kolektor- emiter U_CE. Przebieg ich zależy od prądu bazy I_B, który jest parametrem rodziny krzywych.

---