****************************************************************************************** A MEGOLDÁSOK SZÖVEGÉT VASTAGBETŰVEL KÉRETIK ÍRNI * *****************************************************************************************

mivót a konzin?? :3erősítő nem leszLEVEGŐ Az 1. nagyzárthelyi anyagaElőadások 1-6 és az 1. gyakorlat.Mivel a 2. gyakorlatot még nem a teljes évfolyam végezte el, ezért tranzisztoros erősítős példa nem lesz.Az 1. nagyzárthelyi elméleti rész kérdései:Tavalyi: https://wiki.sch.bme.hu/pub/Infoalap/ElEktro/elektro_1zh_kidolgozas_2011_v5.pdf/*A számítási példákat még összegyűjthetnénk a végére, hogy mik voltak, mik lehetnek előadáson.*/ EZEKET MINDENKÉPPEN TUDNI KELL, KÜLÖNBEN KAPÁSBÓL MEGBASZNAK:1, 6, 18, 36, 54

1. Az elektronikában alkalmazott mennyiségek SI mértékegységei és prefixei.2. Kirchhoff csomóponti és huroktörvény.3. Ideális és valós feszültségforrás tulajdonságai.4. Ideális és valós áramforrás tulajdonságai.5. A szuperpozíció elve és alkalmazása.6. Az Ohm törvény.7. Passzív lineáris hálózati elemek áram, feszültség, teljesítmény összefüggései azidőtartományban.8. Ellenállás soros és párhuzamos kapcsolása.9. Feszültség ill. áramosztás.10. RC hálózat viselkedése az időtartományban, az időállandó fogalma.11. Félvezető anyagok alaptulajdonságai.

1

12. A tiltott sáv fogalma.13. Vezető, szigetelő és félvezető anyagok közötti különbség a sávmodell alapján.14. A generáció és a rekombináció fogalma.15. n és p típusú félvezető.16. A sodródási és a diffúziós áram fogalma. (képlet nélkül!)17. PN átmenet keresztmetszete.18. A dióda szimbóluma és a kivezetések neve.19. Dióda karakterisztikája.20. Az ideális és valós dióda karakterisztika egyenlete.21. Dióda munkapontjának meghatározása a karakterisztika ismeretében.22. Dióda munkapontjának meghatározása közelítő módszerrel.23. A dióda differenciális ellenállása.24. Zener diódás feszültségstabilizáló kapcsolás.25. Váltakozó feszültség effektív értéke.26. A transzformátor alaptulajdonságai.27. Egyutas egyenirányító kapcsolás diódával.28. A Graetz híd. (kétutas egyenirányítás)29. A Schottky dióda szimbóluma és alapvető tulajdonságai.30. A dióda karakterisztikájának hőmérsékletfüggése.31. Fényemittáló diódák anyagai.32. Mitől függ a fényemittáló dióda által kibocsátott fény hullámhossza?33. Fotodióda, fotoáram.34. Az optocsatolás.35. Tranzisztorok fajtái és csoportosításuk.36. A bipoláris tranzisztor rajzjele, az egyes kivezetések neve. (npn és pnp egyaránt)37. Az npn bipoláris tranzisztor felépítése.38. A bipoláris tranzisztor üzemállapotai.39. A földelt bázisú áramerősítési tényező definíciója és jellemző értéke.40. A földelt emitteres áramerősítési tényező definíciója és jellemző értéke.41. A földelt emitteres bemeneti és kimeneti karakterisztika.42. Bipoláris tranzisztor kételemes, földelt emitteres kisjelű helyettesítő képe.43. Az ideális feszültségerősítő tulajdonságai.44. A valós feszültségerősítő tulajdonságai.45. A Bode diagram. // Tudom, hogy nem bölcsészek vagyunk, de könyörgöm, 1 ‘m’46. A decibel skála.47. A határfrekvencia és a tranzitfrekvencia definíciója.48. Bipoláris tranzisztor munkapontjának közelítő számítása normál aktív üzemmódban.49. Bipoláris tranzisztor munkapontjának közelítő számítása telítéses üzemmódban.50. Az emitterkövető kapcsolási rajza51. A bipoláris tranzisztor kapcsoló üzemű működése.52. Térvezérelt tranzisztorok működésének alapelve.53. Térvezérelt tranzisztorok alapvető tulajdonságai.54. MOS tranzisztor rajzjele és az egyes kivezetések neve. (nMOS, pMOS)55. MOS tranzisztor keresztmetszete.56. MOS tranzisztor kimeneti karakterisztikája.57. MOS tranzisztor transzfer karakterisztikája telítésben.58. A MOS tranzisztor telítéses karakterisztika egyenlete.59. A JFET rajzjele és tulajdonságai, a működés elve egy-két mondatban60. Különleges tranzisztorok: teljesítmény MOS, IGBT, vékonyréteg tranzisztor alapvetőtulajdonságai 1-2 mondatban és felhasználási lehetőségük.

Kapcsolások

2

1. RC késleltető tag.2. Zener diódás feszültségstabilizátor.3. Egyutas egyenirányító kapcsolás pufferkondenzátorral.4. Graetz hidas egyenirányító kapcsolás pufferkondenzátorral.5. Dióda (LED stb.) meghajtása egyenfeszültségről, előtét ellenállással.6. Fogyasztó ki/be kapcsolása npn tranzisztorral.Feladatokat linkeljetek, vagy csatoljatok hozzá pls. Előre is 10^3 kösz.

Korábbi zh feladatok, ezeket szerintem nem ártana kidolgozni:3. Mi a fő különbség egy vezető és egy szigetelő anyag sávszerkezete között?4. Adja meg egy ideális dióda differenciális ellenállását, ha a dióda árama 1A! A termikus feszültség 26mV.5. Körülbelül milyen értékű egy bipoláris tranzisztor földelt emitteres áramerősítési tényezője?6. Egy ideálisnak tekinthető erősítő feszültségerősítése 60dB. Ha a bemenetre 1mV feszültséget kapcsolunk, mekkora feszültséget mérünk az erősítő kimenetén?7. Rajzoljon fel és méretezzen egy RC tagot, melynek időállandója 10ms!9. Rajzolja fel egy npn bipoláris tranzisztor földelt emitteres kisjelű modelljét és számítsa ki az elemértékeket. A tranzisztor kollektorárama 1mA, bázisárama 10μA, UCE=5V.3. Mit jelent az, hogy egy félvezető anyag n típusú?4. Adja meg egy ideális dióda differenciális ellenállását, ha a dióda árama 10μA! A termikus feszültség 26mV.6. Egy ideálisnak tekinthető erősítő feszültségerősítése 40dB. Ha a bemenetre 1mV feszültséget kapcsolunk, mekkora feszültséget mérünk az erősítő kimenetén?Uki/Ube = Uki/1mV=10^27. Rajzoljon fel és méretezzen egy RC tagot, melynek időállandója 22μs!8. Rajzolja fel közelítőleg egy bipoláris tranzisztor földelt emitteres kimeneti karakterisztikáját!9. Rajzolja fel egy npn bipoláris tranzisztor földelt emitteres kisjelű modelljét és számítsa ki az elemértékeket. A tranzisztor kollektorárama 2mA, bázisárama 10μA, UCE=10V.10. Röviden írja le a LED működési elvét!1. Az 1. ábra kapcsolásában a Zener dióda letörési feszültsége 10V, differenciális ellenállása 2Ω. Határozza meg a Zener áramát! (1p) Mennyit változik a dióda feszültsége, ha a tápfeszültség megváltozása 100mV?2. Határozza meg a 2. ábrán látható kapcsolásban a 250Ω-os ellenállással reprezentált izzólámpa áramát, ha a bemeneti feszültség UIN=5V!3. A 3. ábrán látható karakterisztikájú infra LED-et 5V tápfeszültségről egy előtét ellenállás segítségével 100mA-es munkapontban szeretnénk működtetni. Adjon méretezett kapcsolási rajzot!4. Az olcsóbb szünetmentes tápegységek akkumulátoros működésben kimenetükön a 4. ábrán látható jelalakú ún. módosított szinuszos feszültséget szolgáltatnak. Adja meg a hullámforma adatait, ha tudjuk, hogy a csúcsérték és az effektív érték is megegyezik a hálózati 230V-os szinuszos feszültséggel!5. Az 5. ábrán látható kapcsolás Zener dióda segítségével pontos, referencia áramot állít elő. Határozza meg a referenciaáram értékét! (A tranzisztor kollektorára a meghajtott áramkör csatlakozik, de az ábrán ez nincs jelölve…)

1. Az elektronikában alkalmazott mennyiségek SI mértékegységei és prefixei.M, mega 106

k, kilo 103

m, milli 10-3

3

u, mikro 10-6

n, nano 10-9

p, piko 10-12

f, femto 10-15

Volt feszültség

Amper áram

Ohm ellenállás

Farad kapacitás

Henry induktivitás

Siemens vezetés

Watt teljesítmény

Hertz frekvencia

itt arra is kíváncsiak, hogy általában mik járnak együtt? pl. mA, kΩ//Sztem nem arra kíváncsiak. A tavalyiban sem így volt kidolgozva. Bár most hogy mondod. Azokat a kérdéseket, amelyeknél bizonytalanok vagyunk, jelöljük meg és majd úgy szombat tájékán küldjük el az előadónak mailbe, hátha jófej lesz és válaszol. Vagy hétfőn 6tól konzin is megkérdezhetnénk 2. Kirchhoff csomóponti és huroktörvény.

Egy csomópontba befolyó áramok előjeles összege = 0Tetszőleges zárt hurokban a feszültségek összege = 0

A Kirchhoff-törvények alkalmazásával minden hálózat megoldható. 3. Ideális és valós feszültségforrás tulajdonságai.Ideális feszültségforrás:

● a 2 kivezetés között a feszültség független a feszültségforrás áramától.Valós feszültségforrás:

● a kivezetések között mérhető feszültség függ az áramtól (a gyakorlatban: csökken)

● modell: belső ellenállás 4. Ideális és valós áramforrás tulajdonságai.Ideális áramforrás:

● az áram független az áramforráson eső feszültségtőlValós áramforrás:

● a kimenő áram függ az áramforráson eső feszültségtől● modell: ideális áramforrás + belső ellenállás

5. A szuperpozíció elve és alkalmazása.

4

Lineáris hálózatokban teljesül, hogyf(F+ΔF) =f(F)+f(ΔF) -Így a különböző gerjesztésekre adott együttes válasz meghatározható az egyes gerjesztésre adott válaszok összegeként. alkalmazásnál: • az ideális áramgenerátort szakadással, • a feszültséggenerátort rövidzárral kell helyettesíteni. 6. Az Ohm törvény.

Ohm-törvénye: Egy alkatrészen illetve áramkörön átfolyó áramerősség egyenesen arányos a rajta eső feszültséggel és fordítottan az ellenállásával. R=U/I Az ellenállás mértékegysége: (ohm) Ohm=V/A 7. Passzív lineáris hálózati elemek áram, feszültség, teljesítmény összefüggései az időtartományban.ellenállás

az R ellenálláson átfolyó I áramP = UI = I2R = U2/Rteljesítményt hővé alakít

kondenzátorZ = 1/(ωC), ahol Z az impedancia (ellenállás helyére kell tenni), C a kapacitás, ω = 2*pi*f (körfrekvencia, [f]=Hz) Q = C·UC egysége a Farad (As/V)Mivel: I = dQ/dt=C·dU/dt //A kérdésben az volt, hogy az áram, feszültség, teljesítmény összefüggései az időtartományban. A kondenzátornál meg a tekercsnél csak a Z van most megadva. A ZH-ban úgy kell akkor írni, hogy ezeknek a teljesítménye P=I^2*Z=U^2/Z ??? Ideális esetben nem lesz hő, az energia elektromágneses tér gerjesztésére megy el (tehát elektromágneses hullámok lesznek belőle). Amúgy ha hőt is fejleszt, az úgy szokták modellezi, mintha a kondinak/tekercsnek lenne egy belső ellenállása.

tekercs

5

Z = ωL, Z, ω ugyanaz, L induktivitás ([L]=H) U = L·dI/dtL egysége a Henry (Vs/A) Ideális esetben nem lesz hő, az energia elektromágneses tér gerjesztésére megy el (tehát elektromágneses hullámok lesznek belőle). Amúgy ha hőt is fejleszt, az úgy szokták modellezi, mintha a kondinak/tekercsnek lenne egy belső ellenállása.

8. Ellenállás soros és párhuzamos kapcsolása.Soros:

Párhuzamos: 9. Feszültség ill. áramosztás. Feszültségosztás törvénye: - Soros kapcsolásban az egyes ellenállásokon fellépő feszültségek úgy aránylanak egymáshoz, mint az ellenállások értékei. Ez a feszültségosztás törvénye. Áramosztás törvénye: - Az áramosztás törvényét párhuzamos kapcsolások esetén értelmezhetjük. A párhuzamosan kapcsolt ellenállásokon a közös mennyiség a feszültség, míg a rajtuk átfolyó áram áramkorlátozó hatásaik függvénye. - Párhuzamos kapcsolás esetén az áramerősségek fordítottan arányosak az ágakellenállásaival. 10. RC hálózat viselkedése az időtartományban, az időállandó fogalma.

Az első képlet Ube akart lenni.

6

A baloldali diagramok az RC hálózat bemenő feszültségét jelölik, a jobboldalik meg a kimenőt (vagyis a rendszer válaszát, a bemenő gerjesztésre). A τ = RC mennyiség az ún. időállandó.Az időállandó megadja, hogy mennyi ideig tart, amíg az eltérés az állandósultállapottól e-d részére csökken. Az eltérés 5τ idő alatt már kevesebb mint 1%. 11. Félvezető anyagok alaptulajdonságai.- Átmenetet képeznek a szigetelők és a vezető anyagok között.- Vezetik az áramot, a hőmérséklet növekedésével ellenállásuk csökken. (ellentétben a fémekkel)- Jelen pillanatban félvezető anyagok az elektronikai eszközök alapjai. 12. A tiltott sáv fogalma.A vezetési sávot és a vegyértéksávot választja el egymástól. A tiltott sáv szélességétől függ, hogy félvezető, vezető, vagy szigetelő az adott elem.Sávmodellben a megengedett sávokat tiltott sávok választják el.Áramvezetési szempontból fontos: a legfelső, (majdnem) teli sáv a fölötte levő, (majdnem) üres sáv a köztük lévő tiltott sáv

Wc=vezetési sáv (Mozgásképes elektronok, c = conduct)Wv=vegyértéksáv (Elektronok vegyérték kötésben) 13. Vezető, szigetelő és félvezető anyagok közötti különbség a sávmodell alapján.

7

14. A generáció és a rekombináció fogalma. Generáció: a termikus átlagenergia (kT) felhasználásával vagy külső energiaközlés hatására egy elektron a vezetési sávba kerül, azaz két mozgásképes töltéshordozó keletkezik. Rekombináció: egy elektron a vezetési sávból a vegyértéksávba kerül vissza.

15. n és p típusú félvezető.n típusú félvezető: Egy elektron „felesleges” – nem tud szomszéddal kovalens kötésbe kapcsolódni, és a szokásos hőmérsékleteken a vezetési sávba kerül.

8

Elektronok

►többségi töltéshordozókLyukak

►kisebbségi töltéshordozók Donor adalék pl: P, As, SB: 5 vegyértékű.ND+: donor koncentráció [1/cm3]nn: elektron koncentrációpn: lyuk koncentrációnn~NDnn>pn p típusú félvezető:

Csak három szomszédhoz tud kapcsolódni, így a kristályrácsban egy mozgóképes elektronhiányt (lyukat) okoz. Lyukak

►többségi töltéshordozókElektronok

►kisebbségi töltéshordozók Akceptor adalék pl: B, Ga, Al, In: 3 vegyértékű.NA- : akceptor koncentráció [1/cm3]

np: elektron koncentrációpp: lyuk koncentrációpp~NApp>np 16. A sodródási és a diffúziós áram fogalma. (képlet nélkül!)Sodródási áram (Drift Áram):

Töltéshordozóknak elektromos erőtér hatására történő mozgása.Drift sebesség (vD): a töltéshordozóknak az erőtér irányában történő

elmozdulásának sebességeDiffúziós áram:

a részecskéknek a térbeli koncentráció-különbség megszüntetésére irányuló mozgása. Oka: a sűrűségkülönbség és a hőmozgás

17. PN átmenet keresztmetszete.

9

pn átmenet: olyan egykristályos félvezető tartomány, amelyben egymással érintkezik egy p és egy n típusú zóna.(Az 1 db pn átmenetből álló eszköz a dióda) 18. A dióda szimbóluma és a kivezetések neve. anód katód még egy ábra, hogy összezavarodjunk:

Azt mondta a tanárbá, hogy úgy lehet megjegyezni melyik az anód és a katód, hogy egy K betűt bele kell látni a dióda jelébe :-)

(Tehát az alsó rész a katód)Hallod, ezzel tuti átmegyünk :D

10

“Kicsit” erőltetve egy p és egy n betűt is láss bele... 19. Dióda karakterisztikája.

20. Az ideális és valós dióda karakterisztika egyenlete.Ideális:

Valós:

m: a dióda idealitási tényezője, általában 1< m < 2, méréssel lehet megállapítani. 21. Dióda munkapontjának meghatározása a karakterisztika ismeretében.

Az áramkörre felírt huroktörvényből: Az áramkörben kialakuló munkapontot a két függvény metszéspontja adja.Ha a karakterisztika egyenlet grafikusan adott – a szerkesztés könnyen elvégezhető

11

22. Dióda munkapontjának meghatározása közelítő módszerrel.

- Kihasználjuk, hogy az exponenciális függvény igen meredek… - A bekapcsolt (= nyitóirányú áramot vezető) diódát egy Ud feszültségforrással, a kikapcsolt diódát pedig szakadással helyettesítjük. - A helyettesítő feszültségforrás feszültségét, Ud–t az adatlapból állapítjuk meg, Si diódára kb. 0,7V - Mivel az ellenállás egyik végén a tápfeszültség, másik végén közelítőleg a dióda feszültség.van, ezért

23. A dióda differenciális ellenállása.

Ut=26 mVA tápfeszültség változása csak kisebb mértékű változást okoz a munkaponti mennyiségekben. Kis változásokra a dióda karakterisztika lineárisnak tekinthető,és a munkapontban a munkapontbeli érintővel gd ill. annak reciprokával, az ún. rd

12

differenciális ellenállással helyettesíthető.

24. Zener diódás feszültségstabilizáló kapcsolás. - A letörési, igen meredek karakterisztikát használjuk ki. - A karakterisztikán látható, hogy nagy bemeneti feszültségváltozások esetén is a Zener dióda feszültsége keveset változik.

25. Váltakozó feszültség effektív értéke.A váltakozó feszültség, illetve áram effektív értéke intuitív megközelítéssel az az egyenfeszültség-szint vagy egyenáram-áramerősség, amely átlagosan ugyanakkora Joule-hőt termel egy ellenálláson.

26. A transzformátor alaptulajdonságai. - Primer oldal: ahol az energia betáplálás történikSzekunder oldal: ahová a fogyasztót kapcsoljuk.

13

Azaz a két oldal feszültségének aránya megegyezik a menetszámok arányával- Azonban a két oldalon a teljesítmény ideális esetben megegyezik, valós esetben pedig a szekunder oldali teljesítmény kisebb mint a primer oldali, a veszteségek miatt.- Ideális esetben U1*I1=U2*I2- A fel (feszültségnövelés) és le (feszültség csökkentés) transzformálás is gyakran előfordul a gyakorlatban.- Csak váltakozó áramra működik! (hiszen a tekercsek szigetelten vannak, tehát az egyenáram nem menne át) 27. Egyutas egyenirányító kapcsolás diódával.Az egyenirányító segítségével váltakozó áramot alakíthatunk egyenárammá.(Wiki)A dióda csak nyitóirányba vezet, így áram csak a pozitív félperiódusban folyik.

28. A Graetz híd. (kétutas egyenirányítás)

Lényege hogy a negatív félperiódust is átfordítja, míg az egyutas levágja.Innen lehet megérteni:

14

29. A Schottky dióda szimbóluma és alapvető tulajdonságai.

● fém-félvezető átmenet, de hasonlít a pn átmenethez● egyenirányító tulajdonságú● nyitófeszültsége kisebb, mint a Si diódáé

0,2-0,4V < 0,7V(Schottky< SI)A Schottky dióda nyitófeszültségnél már igen nagy árammal vezet.

● gyorsabb, mint a Si dióda 30. A dióda karakterisztikájának hőmérsékletfüggése.- Adott áram mellett a pn átmenet feszültsége meglehetősen hőmérsékletfüggő.

15

- A hőmérsékleti tényező kb. 2mV/°C, azaz kényszerített áram mellett a nyitófeszültség 1°C hőmérsékletnövekedés hatására 2mV-ot csökken. Ez a változás széles hőmérsékletitartományokban nagyon jó közelítéssel lineárisnak tekinthető. 31. Fényemittáló diódák anyagai.

Jajj de csillám● GaAs● InP● AlGaAs● AlInGaP

Összetétel változása:- Sávszerkezet (tiltott sáv szélesség)- n/p típus 32. Mitől függ a fényemittáló dióda által kibocsátott fény hullámhossza?A hullámhossz (szín) a tiltott sáv szélességétől (Egap) függ, ami pedig a pn átmenet anyagi minőségétől függ, és a III. illetve az V. oszlopbeli (milyen V. oszlop?) elemek arányával beállítható.

Mi itt a hv, hc, lambda= hullamhosz? 33. Fotodióda, fotoáram.Fényérzékeny diódaMűködése:

● Záró irányban generációs áram folyik a kiürített rétegben, mivel a generációs/rekombinációs jelenségek az egyensúly visszaállítására törekednek.

● Ellentétes mechanizmus, mint a rekombináció, elektron-lyuk párok keletkeznek, amit a nagy térerősség elválaszt egymástól.

● Foton elnyeléssel többlet generáció lesz, emiatt megnövekszik az áram, ez lesz az ún. fotoáram.

● A lezárt pn átmenet tehát jó fényérzékelőnek -> fotodióda● Nagy megvilágítási tartományban működik. Generációra az a foton képes,

amelynek energiája nagyobb, mint a tiltott sáv szélessége. 34. Az optocsatolás.(“Az optocsatoló olyan elektronikai egység, amely két galvánikusan nem összekötött áramkör között kapcsolatot hoz létre, és jeleket közvetít közöttük.“ http://hu.metapedia.org/wiki/Optocsatol%C3%B3)

16

● Galvanikusan szeparált adatátviteli út kialakításához használt● Bemenet: valamilyen infra-LED, pls. GaAs LED● Kimenet: Si fotodióda + kimeneti interfész (pl. CMOS logikai áramkör)● Nagy sebesség (pl. 15Mbps) érhető el

35. Tranzisztorok fajtái és csoportosításuk. A legfontosabb félvezetőeszközök. Fő felhasználási területük:

- Erősítő eszközként (analóg áramkörökben)• Erősítő: a kimeneten mért teljesítmény nagyobb, mint a bemeneten mérhető teljesítmény. Az ehhez szükséges energiát általában egy egyenfeszültségű forrás biztosítja.• Azaz pl. a transzformátor nem erősítő: hiszen a szekunder oldalon a teljesítmény nem haladja meg a primer oldali teljesítményt.

- Kapcsolóként• Kis bemeneti teljesítményigénnyel a kimeneten a nagyteljesítményű terhelés ki/be kapcsolható.• Digitális áramkörökben logikai kapuk megvalósítása.

Fajtái:-Bipoláris: áram vezérelt, a kimeneti kivezetések szerepe nem felcserélhető.-Térvezérlésű (Field effect, FET) feszültségvezérelt, unipoláris eszköz.

36. A bipoláris tranzisztor rajzjele, az egyes kivezetések neve. (npn és pnp egyaránt)

pnp npn

E - emitterB - bázisC - kollektor

17

Kicsit pontosabb ábra, ha érdekel valakit, de sztem a felső elegendő:

37. Az npn bipoláris tranzisztor felépítése.

38. A bipoláris tranzisztor üzemállapotai. Mivel a tranzisztor két pn átmenettel rendelkezik, a pn átmenetek áramától függőenösszesen négy üzemmód létezik.

BE átmenet BC átmenet

normál-aktív nyitott zárt

inverz-aktív zárt nyitott

telítéses nyitott nyitott

lezárt zárt zárt

(A fölső táblázat sztem elég, de még itt egy ábra, ha így könnyebb megjegyezni)

18

39. A földelt bázisú áramerősítési tényező definíciója és jellemző értéke.Bipoláris tranzisztor kollektorárama (normál aktív üzemmódban) az emitterárammal arányos, annál viszont némileg kisebb, ez az arány a földelt bázisú áramerősítési tényező.Képlettel: IC = ANIEahol An a normál aktív, földelt bázisú, egyenáramú áramerősítési tényező.AN jellemző értéke 0.98 - 0.995, a tranzisztor struktúrát ugyanis erre optimalizálták. 40. A földelt emitteres áramerősítési tényező definíciója és jellemző értéke.

41. A földelt emitteres bemeneti és kimeneti karakterisztika. baloldali a bemeneti karakterisztika, jobboldali a kimeneti karakterisztika

42. Bipoláris tranzisztor kételemes, földelt emitteres kisjelű helyettesítő képe.

19

43. Az ideális feszültségerősítő tulajdonságai.- Bemenetén áram nem folyik.- A kimenetén mért feszültség a bemeneti feszültséggel egyenesen arányos: v0=Avi

- Egy feszültségvezérelt feszültségforrással modellezhető. 44. A valós feszültségerősítő tulajdonságai. - bemenetén a rákapcsolt feszültségtől függő áram folyik.- a kimenetén lévő feszültség pedig függ a kimeneti terheléstől.

o Pl. pontosan milyen hangszórót használunk egy audio erősítő esetén…- Ezeket a hatásokat a legegyszerűbb esetben egy-egy ellenállással modellezhetjük, azaz az ideális feszültségerősítőt ki kell egészíteni

o egy Ri bemeneti ellenállással, (input resistance) éso egy Ro kimeneti ellenállással. (output resistance)

- Az A erősítési tényezőt pedig üresjárási vagy névleges erősítésnek hívjuk. 45. A Bode diagram. // Tudom, hogy nem bölcsészek vagyunk, de könyörgöm, 1 ‘m’ xD//Ennyi elég ide? És így jó?- Lineáris rendszerek átvitelének (egy egy bemenetű és egy kimenetűrendszer átviteli karakterisztikája) ábrázolására szolgál.- Az A(ω)=Uki/Ube átviteli függvényt ábrázoljuk. - Az átvitel abszolút értékét és a fázistolást ábrázoljuk a frekvencia függvényében logaritmikusan.Az |A| mértékegysége a dB (decibel)Adb=20lg(A) amennyiben az átvitel feszültségre, vagy áramra vonatkozik. 46. A decibel skála.

47. A határfrekvencia és a tranzitfrekvencia definíciója.

20

● Határfrekvencia: fh az a pont, ahol az erősítés a névleges erősítésnél 3dB-el kevesebb. (a névleges érték gyök(2)-ed része, kb. 70%-a)

● Tranzitfrekvencia: az a frekvencia, ahol az erősítés abszolút értéke 1-re csökken. (Más néven erősítés-sávszélesség szorzat, GBW)

48. Bipoláris tranzisztor munkapontjának közelítő számítása normál aktív üzemmódban.//Ez jó válasz?

A tranzisztor bázis-emitter átmenetét UBE feszültségforrással helyettesítjük, így az áramkör számíthatóvá válik.

Meghatározzuk a tranzisztor valamelyik áramát. ( a többi áram B ismeretében meghatározható.)

Kiszámítjuk a kollektor-emitter feszültséget, ha UCE>UCES, akkor helyes volt a feltételezés, a tranzisztor valóban normál aktív üzemmódban dolgozik, készen vagyunk. 49. Bipoláris tranzisztor munkapontjának közelítő számítása telítéses üzemmódban. //Ez a válasz nincs túlbonyolítva?Normál aktív üzemmódot feltételezünk:

A tranzisztor bázis-emitter átmenetét UBE feszültségforrással helyettesítjük, így az áramkör számíthatóvá válik.

Meghatározzuk a tranzisztor valamelyik áramát. ( a többi áram B ismeretében meghatározható.)

Kiszámítjuk a kollektor-emitter feszültséget, ha UCE>UCES, akkor helyes volt a feltételezés, a tranzisztor valóban normál aktív üzemmódban dolgozik, készen vagyunk. Ha nem, tévedtünk, mégis telítésben van a tranzisztor:

A bázisáram helyes, viszont UCE=UCES.A kollektoráramot ez alapján tudjuk kiszámítani, telítésben nem érvényes az

IC=BIB összefüggés! 50. Az emitterkövető kapcsolási rajza

51. A bipoláris tranzisztor kapcsoló üzemű működése.- A tranzisztor bázisára kapcsolt feszültséggel kapcsoljuk ki/be az RC ellenállással jelképezett fogyasztót.- Ha a bemenet 0V, bázisáram nem folyik, akkor a tranzisztor lezár, kollektoráram sem folyik.

21

Ez a kikapcsolt állapot- Bekapcsoláskor a bemenetre egy nagyobb feszültség, pl a tápfeszültség kerül.

Ennek hatására bázisáram indul meg. IB=(VCC-UBE)/RB a szokásos közelítést alkalmazva.

Ha a kapcsolás jól van méretezve, a tranzisztor telítésbe kerül, így UCE=UCESA terhelés árama pedig: IC=(VCC-UCES)/RC

52. Térvezérelt tranzisztorok működésének alapelve.Működésük alapelve, hogy egy térrészen átfolyó áramot úgy szabályozunk, hogy külső elektromos erőtérrel megváltoztatjuk.

o a félvezető vezetőképességét (MOS), ill.o a rendelkezésre álló keresztmetszetet. (JFET)

53. Térvezérelt tranzisztorok alapvető tulajdonságai.- Bemenő (egyen!) áramuk közel 0.- A vezérlés kis teljesítményigényű, és feszültséggel történik- Jóval kisebb helyigényűek a bipoláris tranzisztorhoz képest, ezért integrált áramköri megvalósításra alkalmasabbak.- Szimmetrikus eszközök, azaz a kimeneti kapcsok felcserélhetőek – ez a tranzisztorfajta unipoláris. 54. MOS tranzisztor rajzjele és az egyes kivezetések neve. (nMOS, pMOS)

55. MOS tranzisztor keresztmetszete.

Egy másik ábra 3D-ben:

22

56. MOS tranzisztor kimeneti karakterisztikája.

57. MOS tranzisztor transzfer karakterisztikája telítésben.

58. A MOS tranzisztor telítéses karakterisztika egyenlete.

23

59. A JFET rajzjele és tulajdonságai, a működés elve egy-két mondatbanJFET = Junction field effect transistorD = drain, S = source, G = gate A source és drain elektródák közötti többségi töltéshordozó áramot a gate elektródára kapcsolt feszültséggel tudjuk változtatni azáltal, hogy változtatjuk a záróirányba előfeszített pn átmenet feszültségét. ELve?? szvsz: változtatjuk a rendelkezésre álló keresztmetszetet

Én inkább az alábbi választ adnám a kérdésre. Sztem a dián minden rajta van:

24

60. Különleges tranzisztorok: teljesítmény MOS, IGBT, vékonyréteg tranzisztor alapvető tulajdonságai 1-2 mondatban és felhasználási lehetőségük. Teljesítmény MOSFETNagy áramok gyors (több 100kHz-es) kapcsolásáhozTeljesítmény elektronika – tíz-száz ampernyi áramok kapcsolásához

● DC/DC átalakító (tápegységek) , inverter (DC -> AC)● A MOS felépítése más, nagy áramok szállítására optimalizált.

IGBT = Insulated gate bipolar transistor

● Szintén a teljesítményelektronika eleme● Nagy áramok, 100A-1000A, modulokban, kV-os feszültségek● Elektromos autók, mozdonyok stb.● Valójában a teljesítmény MOS tranzisztor van kiegészítve egy bipoláris

tranzisztorral. TFT = thin film transistor

● LCD-ben, a folyadékkristály cellák ki/be kapcsolására● Teljesen átlátszó● MOS tranzisztor● monitorokban

25

KapcsolásokMinden előadáson és gyakorlaton szerepelt kapcsolást fel kell tudni ismerni és működését érteni. Az alábbi kapcsolásokat viszont fel kell tudni helyesen rajzolni és méretezni. //MI AZ HOGY MÉRETEZNI? Méretezni annyit tesz, értékeket meghatározni bizonyos feladathoz. Pl. mekkora előtét ellenállás kell ha a LED 20mA-t bír el és a Vcc = 12V. //AZ ÁBRA ELÉG? 1. RC késleltető tag.

2. Zener diódás feszültségstabilizátor.

3. Egyutas egyenirányító kapcsolás pufferkondenzátorral.

26

4. Graetz hidas egyenirányító kapcsolás pufferkondenzátorral.

5. Dióda (LED stb.) meghajtása egyenfeszültségről, előtét ellenállással.

6. Fogyasztó ki/be kapcsolása npn tranzisztorral.

Feladatokat linkeljetek, vagy csatoljatok hozzá pls. Előre is 10^3 kösz.

27

Korábbi zh feladatok, ezeket szerintem nem ártana kidolgozni:(Azokat, amelyek a fenti kidolgozásban benne vannak, kivettem!)3. Mi a fő különbség egy vezető és egy szigetelő anyag sávszerkezete között?A tiltott sáv szélessége a szigetelő anyagnál nagyobb. 4. Adja meg egy ideális dióda differenciális ellenállását, ha a dióda árama 1A! A termikus feszültség 26mV.I = 1 A, UT = 26 mVrD = (m)UT / I = 26 mΩ // HA ideális, m = 1 5. Körülbelül milyen értékű egy bipoláris tranzisztor földelt emitteres áramerősítési tényezője?50...200 6. Egy ideálisnak tekinthető erősítő feszültségerősítése 60dB. Ha a bemenetre 1mV feszültséget kapcsolunk, mekkora feszültséget mérünk az erősítő kimenetén?Au = 20 log(Uki/Ube) -> 60 = 20 log(Uki/1mV) -> 10^3 = Uki/1mV -> Uki = 10^3 *10^-3 V -> Uki = 1V 7. Rajzoljon fel és méretezzen egy RC tagot, melynek időállandója 10ms!

T=10 ms T=R*C, tehát pl. R = 1 kΩ, C = 10 uF 9. Rajzolja fel egy npn bipoláris tranzisztor földelt emitteres kisjelű modelljét és számítsa ki az elemértékeket. A tranzisztor kollektorárama 1mA, bázisárama 10μA, UCE=5V.Felírod a csomóponti törvényt -> megvan az emitteráram, ami kb. a kollektorárrammal megegyezik. Stb... Am 2. gyak első feladata, és elvileg nem lesz a ZHban. 3. Mit jelent az, hogy egy félvezető anyag n típusú?A félvezetőbe bejuttatott adalékanyag 5 vegyértékű (pl. P, As), így lesz egy “felesleges” elektron, amely nem tud a szomszédjaival kovalens kötést kialakítani, így a vezetési sávba kerül. Ezek az elektronok lesznek az n típusú félvezető többségi töltéshordozói; az elektron koncentráció nagyobb lesz, mint a lyuk koncentráció. 4. Adja meg egy ideális dióda differenciális ellenállását, ha a dióda árama 10μA! A termikus feszültség 26mV.I = 10uA, UT = 26 mVrD = (m)UT / I = 26 e-3 / 10 e-6 = 2.6 e3 = 2.6 kΩ (m ideális dióda esetén =1)

28

6. Egy ideálisnak tekinthető erősítő feszültségerősítése 40dB. Ha a bemenetre 1mV feszültséget kapcsolunk, mekkora feszültséget mérünk az erősítő kimenetén?[dB]=20*log Uki/Ube = 40Uki/Ube = Uki/1mV=10^2Uki = 100mV 7. Rajzoljon fel és méretezzen egy RC tagot, melynek időállandója 22μs!Τ=RCpl: R = 1kΩ, C = 22nF8. Rajzolja fel közelítőleg egy bipoláris tranzisztor földelt emitteres kimeneti karakterisztikáját!

9. Rajzolja fel egy npn bipoláris tranzisztor földelt emitteres kisjelű modelljét és számítsa ki az elemértékeket. A tranzisztor kollektorárama 2mA, bázisárama 10μA, UCE=10V.

10. Röviden írja le a LED működési elvét!A rekombináció során energia szabadul fel (Egap), ami foton kisugárzásával jár, és ha ennek a hullámhossza a látható tartományba esik, akkor beszélhetünk LED-ről.

29

1. Az 1. ábra kapcsolásában a Zener dióda letörési feszültsége 10V, differenciális ellenállása 2Ω. Határozza meg a Zener áramát! (1p) Mennyit változik a dióda feszültsége, ha a tápfeszültség megváltozása 100mV?Uz=10V rd=2Ohm Ube=15V R=100Ohm I=(Ube-Uz)/R → I=(15-10)/100=0,05A=50mA (1p)Uki=Ube*rd/(R+rd) → Uki=100mV*2Ohm/102Ohm=1,96 mV 2. Határozza meg a 2. ábrán látható kapcsolásban a 250Ω-os ellenállással reprezentált izzólámpa áramát, ha a bemeneti feszültség UIN=5V!Uin=5V ß=150 itt az re=2,1k vagy a (ß+1)*re=2,1k? Rc=250Ohm ilyen lesz? transzisztoros erősítős elvileg nem.. vagy ez nem olyan? :D //erős feltételezések alapján: P=1 valószínűséggel rossz, hol haszálom fel a 250Ohmot...//vagy az csak ehhez kéne? Uout~=-Rc/re*Uinmegj.:Kételemes földelt emitteres kisjelű helyettesítő képib=Uin/((ß+1)*re) → ib=5/2100=2,38 mA Ic=B*Ib → ic=150*2,38=357,14 mA //4. dia vége, de nem teljesen értem...----Leírom, nálam hogy néz ez ki.U(in) = 5 V - bemeneti feszültségU(ces) = 0.2 V - az a feszültség, ami mindenképp van a tranzisztoron a földhöz képest, ezt majd le kell vonni a Vcc-ből...

30

R(lámpa) = 250OhmR(b)=2.1kOhmB = 150 - erősítési tényezőV(cc)=12 VI(b) = (U(in)-U(dióda))/Rb = (5 V - 0.65 V)/2.1kOhm ~= 2mAI(c) = B * I(b) = 300 mA [ennyi lehet a maximálisan kollektoron folyó áram]I(lámpa) = (V(cc) - U(ces))/R(lámpa) = 11.8 V / 250 Ohm = 47.2 mA - tehát a lámpa ellenállása ennyire lekorlátozza az áramot. Ez szerintem reális érték, és a 300 mA-es határon belül is van.Garanciát nem vállalok érte, én így fogom csinálni. 3. A 3. ábrán látható karakterisztikájú infra LED-et 5V tápfeszültségről egy előtét ellenállás segítségével 100mA-es munkapontban szeretnénk működtetni. Adjon méretezett kapcsolási rajzot! Vcc=5V IL=100mA UL karakterisztikáról leolvasva kb=1,7 V R=(Vcc-UL)/IL → (5-1,7)/0.1=33Ohm

//3.dia 21.oldal 4. Az olcsóbb szünetmentes tápegységek akkumulátoros működésben kimenetükön a 4. ábrán látható jelalakú ún. módosított szinuszos feszültséget szolgáltatnak. Adja meg a hullámforma adatait, ha tudjuk, hogy a csúcsérték és az effektív érték is megegyezik a hálózati 230V-os szinuszos feszültséggel!

31

//Gondolom ebből kéne szülni vmi következtetést...

5. Az 5. ábrán látható kapcsolás Zener dióda segítségével pontos, referencia áramot állít elő. Határozza meg a referenciaáram értékét! (A tranzisztor kollektorára a meghajtott áramkör csatlakozik, de az ábrán ez nincs jelölve…) Keressétek meg az ábrát, írok pár dolgot:Nézzétek meg alaposan az ábrát! Kiderül, hogy ez pnp tranzisztor! A szöveg is írja, hogy a kollektorra csatlakozó áramkör nincs rajta, úgyhogy a C van lent!meg van adva a dióda feszültsége, itt 0.6 V!U(bázis) = U(táp) - U(zener) - U(dióda) = 10-4.7-0.6 = 4.7 VU(emitter) = U(bázis) + U(bázis-emitter) = 4.7 V + 0.6 V (gyakorlatilag egy dióda van köztük!) = 5.3 V - ez viszont a földhöz képest mért feszültség, ez nem az ellenálláson esik.Így az ellenálláson eső áram:I(emitter) = az ellenálláson eső fesz és az ellenállás hányadosa: [U(táp)-U(emitter)]/R(emitter) = [10 V - 5.3 V]/4.7kOhm = 4.7V/4.7kOhm = 1 mAI(collector) ~= I(emitter), tehát a kollektoráram, ami a referenciaáram is 1 mA. (aki nem akar kerekíteni, az játtszon az erősítéssel, meg az apja f@szával :D)Puszi

32

Mind macbookunk.

bár ha elolvastad idáig akkor TE nem fogsz!!

csöcs\/

https://www.youtube.com/watch?v=SEu9s0GzbnY/\

mi ez a szar nem is vicces..

http://z0r.de/3Kibirja tovább?

33