Kimmo Silvonen, Aalto ELEC 2. välikoe 12.12.2016. Saat vastata vain neljään tehtävään! 1. Tasajännitelähde liitetään parijohtoon hetkellä t 0. Lakse kuormavastuksen jännite u 2 (t) hetkellä t 3,1 t ottamalla huomioon jänniteaallon edestakaiset heijastukset johdon päissä. E 100 V, S 0 Ω, 100 Ω, L 150 Ω. t {}}{ S t 0 E u 1 u 2 2. Diodin jännite U mitataan kahdella eri jännitteen arvolla. Kun E 1 4,9 V, on U 1 0,67 V, mutta kun E 2 7,0 V, on U 2 0,69 V. 10 kω. Laske likimain dynaaminen resistanssi r d. E 1 U 1 I 1 L E 2 U 2 I 2 3. Millä 3 :n arvolla FET on TI- ja SAT-alueiden rajalla? 1 10 kω, 2 40 kω, E 5 V, U t 2 V, K 0,1 ma V 2. E 1 3 4. Lähtöjännite u OUT vaihtelee välillä 3,3... + 3,3 V, mitkä ovat tätä vastaavat tulojännitteet e IN? 1 10 kω, 2 22 kω, 3 10 kω, 4 1 kω. 2 U GS U DS 1 2 + e IN 3 4 u OUT 5. Jos lasket tämän tehtävän, jätä yksi vk-tehtävistä 1 4 pois! Toisiojännitteen tehollisarvo U 2 5,5 V ja tasasuuntaajan jännitehäviö U D 0 V. Lähtöjännite U OUT 5 V ja U C û C 2U2. Mikä on suurin kuormavirta I OUT, jolla mikropiirin sisäinen lämpötila (T J ) on korkeintaan 100 C ympäristön lämpötilaa korkeampi. Kokonaislämpöresistanssi θ JA 35 C/W. 230 V U 2 + C + UC i P IN 7805 c 0 o I OUT P OUT U OUT Tulokset ja ratkaisut tulevat Mycoon tällä viikolla (to?). Tehtäväpaperia ei tarvitse palauttaa. Anna anonyymiä kurssipalautetta! Autat kehittämään opetusta. Palautteenantajat saavat lisäpisteen! Käännä!
Kimmo Silvonen, Aalto ELEC Tentti 12.12.2016. Saat vastata vain neljään tehtävään! Valitse neljä tehtävää seuraavista: 1, 4, 5, 6, 7 6. Laske jännite U 3. 1 2 Ω, 2 2 Ω, 3 2 Ω, 4 4 Ω, E 10 V, J 2 A. + 2 4 1 E J 3 U 3 7. Laske virta I. 1 2 4 Ω, L 0,2 H, C 0,05 F, ω 10 rad, E s 1 10 90 V, E 2 20 10j V. + I 1 L + C E 1 2 E 2 Käännä!
Kimmo Silvonen, Aalto ELEC 2. välikoe 12.12.2016. Saat vastata vain neljään tehtävään! 1. Tasajännitelähde liitetään parijohtoon hetkellä t 0. Lakse kuormavastuksen jännite u 2 (t) hetkellä t 3,1 t ottamalla huomioon jänniteaallon edestakaiset heijastukset johdon päissä. E 100 V, S 0 Ω, 100 Ω, L 150 Ω. t {}}{ S E u 1 L u 2 Johdolle hetkellä t 0 lähtevä jatkuva jänniteaalto: u 1 (0) S + E 1 S + 1 E 100 V (1) Yksinkertaisuuden vuoksi lähteen sisäinen vastus on nolla. Läpäisykerroin kuormassa: τ 2 Heijastuskertoimet johdon päissä: 2 L L + 2 L L + 1 3,0 2,5 6 5 (2) ρ 2 L L + ρ 1 S S + L 1 L + 1 0,5 S 1 S + 1 2,5 1 5 (3) 1 (4) Edestakaiset heijastukset (huomaa, että tässä tehtävässä uudet heijastukset summautuvat vanhoihin, koska lähde syöttää tasajänniteaaltoa jatkuvalla syötöllä): u 2 ( t) τ 2 u 1 (0) 120 V (5) u 2 (3 t) τ 2 u 1 (0) + ρ 2 ρ 1 τ 2 u 1 (0) 4 120 V 5 (6) u 2 (3,1 t) u 2 (3 t) 96 V (7) 2. Diodin jännite U mitataan kahdella eri jännitteen arvolla. Kun E 1 4,9 V, on U 1 0,67 V, mutta kun E 2 7,0 V, on U 2 0,69 V. 10 kω. Laske likimain dynaaminen resistanssi r d. E 1 U 1 I 1 E 2 U 2 I 2 I 1 E 1U 1 I 2 E 2U 2 E 1 U 1 E 2 U 2 I Se U1 I S e U 2 I S e U1 I S e U2 0,423 ma 0,631 ma (8) e U1U2 (9) ln E 1 U 1 E 2 U 2 ln e U1U2 U 1 U 2 (10)
Näitä ei kuitenkaan tarvita, koska: tai 50 mv (11) I S I 1 r d U I U 2 U 1 I 2 I 1 e U 1 0,641 na (12) r d I 1 r d I AVE r d I 2 U 2 U 1 96 Ω (13) (E 2 U 2 ) (E 1 U 1 ) 50 mv 118 Ω (14) 0,423 ma 50 mv 95 Ω (15) E 2 U 2 +E 1 U 1 2 50 mv 79 Ω (16) 0,631 ma Dynaaminen resistanssi riippuu virran voimakkuudesta, joten lukuarvo ei ole yksikäsitteinen, kun U 1 ja U 2 ovat näinkin kaukana toisistaan. 3. Millä 3 :n arvolla FET on TI- ja SAT-alueiden rajalla? 1 10 kω, 2 40 kω, E 5 V, U t 2 V, K 0,1 ma V 2. 1 3 E 2 U GS U DS 2 U GS V G E 4 1 + 2 5 E (17) U DS E 3 I D (18) I D K(U GS U t ) 2 (19) TI/SAT-rajalla: U DS U GS U t (20) ( 4 2 E 3 K t) 5 E U 4 5 E U t (21) 5 3 K (4 2) 2 4 2 (22) 3 4 3 K (23) 3 7,5 kω (24) 4. Lähtöjännite u OUT vaihtelee välillä 3,3... + 3,3 V, mitkä ovat tätä vastaavat tulojännitteet e IN? 1 10 kω, 2 22 kω, 3 10 kω, 4 1 kω. 1 2 0 + 0 e IN 3 3 0 4 u OUT
e IN (0 + 0) 1 (0 + 0) u OUT 2 (25) u OUT 2 1 e IN (26) e IN 1 2 u OUT (27) e IN +1,5 V... 1,5 V (28) 5. Jos lasket tämän tehtävän, jätä yksi vk-tehtävistä 1 4 pois! Toisiojännitteen tehollisarvo U 2 5,5 V ja tasasuuntaajan jännitehäviö U D 0 V. Lähtöjännite U OUT 5 V ja U C û C 2U2. Mikä on suurin kuormavirta I OUT, jolla mikropiirin sisäinen lämpötila (T J ) on korkeintaan 100 C ympäristön lämpötilaa korkeampi. Kokonaislämpöresistanssi θ JA 35 C/W. i o 230 V U 2 7805 I OUT + C + c P IN P OUT UC 0 U OUT P IN U C I OUT (29) P OUT U OUT I OUT (30) P EG U C I OUT U OUT I OUT (U C U OUT )I OUT (31) T J T A + θ JA P EG (32) T J T A θ JA (U C U OUT )I OUT (33) T J T A I OUT θ JA (U C U OUT ) 100 35 ( 1,03 A 2 5.5 5) (34) Tulokset ja ratkaisut tulevat Mycoon tällä viikolla (to?). Tehtäväpaperia ei tarvitse palauttaa. Anna anonyymiä kurssipalautetta! Autat kehittämään opetusta. Palautteenantajat saavat lisäpisteen! Käännä!
Kimmo Silvonen, Aalto ELEC Tentti 12.12.2016. Saat vastata vain neljään tehtävään! Valitse neljä tehtävää seuraavista: 1, 4, 5, 6, 7 6. Laske jännite U 3. 1 2 Ω, 2 2 Ω, 3 2 Ω, 4 4 Ω, E 10 V, J 2 A. + 2 1 E J 0 3 U 3 4 U 3 J U 3 E 2 + U 3 3 (35) U 3 J + E 2 1 2 + 1 3 7 V (36) 7. Laske virta I. 1 2 4 Ω, L 0,2 H, C 0,05 F, ω 10 rad, E s 1 10 90 V, E 2 20 10j V. + I 1 E 1 2 C I 2 L + E 2 E 1 + 1 I + 2 (I + I 2 ) 0 I 2 E 1 1 I 2 I (37) 2 2 (I + I 2 ) 1 jωc I E 2 2 I 2 jωli 2 + E 2 0 I 2 2 j 1 + jωl (38) ωc E 1 1 I 2 I E 2 2 I (39) 2 1 2 j ωc + jωl }{{} 0 E 1 1 I 2 I E 2 2 I I E 1 E 2 1 (40) 10j (20 10j) 20 + 20j I 5 + 5j 7,07 4 4 135 A (41) L ja C ovat tällä taajuudella resonanssissa (ω 2 1 ), jolloin niiden sarjaankytkennän impedanssi on nolla. Lukuarvot kannattanee sijoittaa kokeissa aikaisemmin kuin LC tässä.