Elektronik 1: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 14 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Diod & transistor

Diod (susutan malar)
VD = 0.7 V when conducting
Kawasan aktif
VBE = 0.7 V, IC = β·IB, IE = (β + 1)·IB
Pincang tetap
IB = (VCC − 0.7)/RB
Pincang pembahagi
IB = (VTH − 0.7)/(RTH + (β + 1)RE)
Thévenin bagi pembahagi
VTH = VCC·R2/(R1 + R2), RTH = R1∥R2
Gelung pengumpul
VCE = VCC − ICRC − IERE
Ketepuan
IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC, IB ≥ IC(sat)/β

Litar op-amp

Penguat menyongsang
Vout = −(Rf/Rin)·Vin
Penguat tak menyongsang
Vout = (1 + Rf/R1)·Vin
Penguat penambah
Vout = −Rf(V1/R1 + V2/R2)
Op-amp unggul
V+ = V−, Iin = 0

Fana RC & RL

Pemalar masa
τ = RC | τ = L/R
Sambutan
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
Kapasitor pada AT
litar buka; vC tidak boleh melompat
Induktor pada AT
litar pintas; iL tidak boleh melompat
Mantap
t ≈ 5τ

Kaedah

  1. Cari nilai awal sejurus selepas pensuisan: voltan kapasitor dan arus induktor tidak boleh melompat.
  2. Cari nilai akhir lama selepas pensuisan: kapasitor bertindak sebagai litar buka, induktor sebagai litar pintas.
  3. Cari pemalar masa: τ = RC atau τ = L/R, menggunakan rintangan yang dilihat oleh kapasitor atau induktor.
  4. Gunakan x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ.

Perintang bersiri & selari

Perintang bersiri
Req = R1 + R2 + …
Perintang selari
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
Dua secara selari
Req = R1R2 / (R1 + R2)
Hukum Ohm
V = I·R
Kuasa
P = V·I = I²R = V²/R

Kaedah

  1. Mulakan di hujung rangkaian yang paling jauh daripada terminal.
  2. Gabungkan perintang secara bersiri dengan menambahnya, dan perintang secara selari dengan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
  3. Lukis semula litar selepas setiap langkah.
  4. Ulang sehingga tinggal satu perintang antara terminal.

Penukar DC-DC

Buck
Vo = D·Vin
Boost
Vo = Vin/(1 − D)
Buck-boost menyongsang
|Vo| = Vin·D/(1 − D)
Imbangan kuasa unggul
VinIin = VoIo
Riak induktor
ΔIL = VL,on·D/(L·f); buck Vin − Vo, boost and buck-boost Vin
Arus induktor purata
buck Io; boost dan buck-boost Io/(1 − D)
Riak output
buck ΔIL/(8fC); boost dan buck-boost Io·D/(fC)
Sempadan CCM
buck (1 − D)R/(2f); boost D(1 − D)²R/(2f); buck-boost (1 − D)²R/(2f)

Kaedah

  1. Kenal pasti penukar (buck, boost atau buck-boost) dan kitar tugas D daripada nisbah voltan.
  2. Gunakan imbangan volt-saat pada induktor: voltan induktor purata sepanjang satu tempoh ialah sifar.
  3. Cari voltan induktor semasa suis hidup, kemudian ΔIL = VL·D/(L·f).
  4. Untuk riak output, cari cas yang mengalir masuk dan keluar kapasitor; untuk sempadan CCM, tetapkan arus induktor purata sama dengan ΔIL/2.

Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Voltan pembahagi
Va = VsR2/(R1 + R2), Vb = VsR4/(R3 + R4)
Pengeluaran
Vab = Va − Vb
Imbangan
R1/R2 = R3/R4
Jambatan wayar gelongsor
R/Rx = l/(100 − l)
Rintangan Thévenin
Rth = R1∥R2 + R3∥R4
Faktor tolok
ΔR/R = GF·ε
Output jambatan
suku Vs·GF·ε/4, separuh Vs·GF·ε/2, penuh Vs·GF·ε
Perubahan kecil, satu lengan
Vab ≈ Vs·ΔR/(4R)
Tegasan
σ = E·ε

Kaedah

  1. Anggap jambatan sebagai dua pembahagi voltan merentasi bekalan yang sama.
  2. Untuk keseimbangan, tetapkan R₁/R₂ = R₃/R₄ dan selesaikan untuk perintang yang tidak diketahui.
  3. Untuk jambatan tak seimbang, cari Va dan Vb daripada pembahagi dan tolakkannya; gunakan setara Thévenin apabila meter membebani output.
  4. Untuk tolok terikan, tukarkan terikan kepada ΔR/R = GF·ε dan gunakan Vs·GF·ε/4, /2 atau ×1 bagi jambatan suku, separuh atau penuh.

Logik digital: get, peta K & flip-flop

Get asas
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Peraturan Boolean
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Susunan peta Karnaugh
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Kumpulan 2ᵏ sel
kehilangan k pemboleh ubah
Multipleks 4-ke-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-flop
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Pembilang
n-bit: 2ⁿ keadaan; mod-N: n terkecil dengan 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Pembilang riak
fmax = 1/(n·tpd)
Pembilang gelang dan Johnson
n dan 2n keadaan

Kaedah

  1. Untuk litar, bekerja dari input ke output satu get pada satu masa dan tulis nilai pada setiap wayar, atau tulis ungkapannya dan isi jadual kebenaran.
  2. Untuk pemudahan, letakkan 1 (dan tidak peduli sebagai X) ke dalam peta Karnaugh dengan baris dan lajur kod Gray: 00, 01, 11, 10.
  3. Liputi 1 dengan kumpulan sesedikit dan sebesar mungkin yang berisi 1, 2, 4, 8 atau 16 sel, menyambung melepasi tepi; setiap kumpulan ialah satu sebutan hasil darab yang terdiri daripada pemboleh ubah yang kekal malar. Kumpulkan 0 untuk bentuk POS.
  4. Untuk flip-flop dan pembilang, baca input pada setiap pinggir jam yang aktif, tulis keadaan selepas setiap pinggir, dan ingat bahawa pembilang n-bit berpusing semula selepas 2ⁿ keadaan.

2Soalan latihan

1.Diod & transistorSederhana
RC​ = 3.3 kΩβ = 100RE​ = 1.2 kΩVCC​ = 20 VR1​ = 39 kΩR2​ = 12 kΩ

Satu transistor NPN dengan β = 100 mempunyai pincang pembahagi voltan daripada VCC = 20 V: R₁ = 39 kΩ dari VCC ke tapak dan R₂ = 12 kΩ dari tapak ke bumi. Perintang pengumpul ialah RC = 3.3 kΩ dan perintang pemancar ialah RE = 1.2 kΩ. Ambil VBE = 0.7 V dan gunakan setara Thévenin bagi pembahagi (jangan abaikan arus tapak). Cari voltan pengumpul–pemancar VCE.

VCC = 20 VR1 = 39 kΩR2 = 12 kΩRC = 3.3 kΩRE = 1.2 kΩβ = 100
VCE = V
2.Diod & transistorSukar
RC​ = 680 Ωβ = 150VCC​ = 9 V5 VRB​ = ?

Satu transistor NPN dengan β = 150 menyuis perintang beban 680 Ω yang disambung antara VCC = 9 V dan pengumpulnya. Pemancar dibumikan. Tapak dipacu daripada keluaran logik 5 V melalui perintang tapak RB. Ambil VBE = 0.7 V dan VCE(sat) = 0.2 V. Cari perintang tapak terbesar RB, dalam kΩ, yang masih memacu transistor tepat ke dalam ketepuan.

VCC = 9 VRC = 680 Ωβ = 150Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
3.Litar op-ampSederhana
−+Vout​R2​ = 4.7 kΩV1​ = 0.4 VR1​ = 2 kΩV2​ = 2.7 VR3​ = 2 kΩR4​ = 4.7 kΩ

Penguat pembeza menggunakan op-amp unggul dengan bekalan ±15 V, dengan R3 = R1 dan R4 = R2. Cari voltan V− pada masukan menyongsang.

V1 = 0.4 VV2 = 2.7 VR1 = R3 = 2 kΩR2 = R4 = 4.7 kΩ
V− = V
4.Litar op-ampSukar
−+Vout​C = 0.1 µFVin​ = 1.8 VR = 100 kΩ

Pengamir menggunakan op-amp unggul dengan bekalan ±15 V; keluarannya tepu pada ±12 V. Kapasitor tidak bercas apabila masukan malar Vin = 1.8 V dikenakan pada t = 0. Cari voltan keluaran Vout pada t = 20 ms.

Vin = 1.8 VR = 100 kΩC = 0.1 µFVsat = ±12 Vt = 20 ms
Vout = V
5.Fana RC & RLSederhana
+−Vs​15 Vt = 0R = 10 ΩL220 mHi(t)

Induktor tidak membawa arus sebelum suis ditutup pada t = 0. Cari tenaga W yang tersimpan dalam induktor pada t = 50 ms, dalam mJ.

Vs = 15 VR = 10 ΩL = 220 mHt = 50 ms
W = mJ
6.Fana RC & RLSukar
+−Vs​6 Vterbuka pada t = 0R1​ = 1 kΩR2​ = 1 kΩi2​C10 µF+−vC​

Suis telah ditutup untuk masa yang lama, maka litar berada dalam keadaan mantap. Pada t = 0 suis dibuka. Cari arus i2 melalui R2 pada t = 10 ms.

Vs = 6 VR1 = 1 kΩR2 = 1 kΩC = 10 µFt = 10 ms
i2 = mA
7.Perintang bersiri & selariSederhana
R1​ = 5 ΩIR1​R3​ = 5 Ω+−V1​15 VR2​5 ΩAR4​20 ΩB

Cari arus IR1 yang dibekalkan oleh sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 15 VR1 = 5 ΩR2 = 5 ΩR3 = 5 ΩR4 = 20 Ω
IR1 = A
8.Perintang bersiri & selariSukar
R1​ = 4 ΩIR1​R3​ = 5 ΩR5​ = 10 Ω+−V1​24 VR2​10 ΩAR4​3 ΩBR6​5 Ω

Cari arus IR1 yang dibekalkan oleh sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 24 VR1 = 4 ΩR2 = 10 ΩR3 = 5 ΩR4 = 3 ΩR5 = 10 ΩR6 = 5 Ω
IR1 = A
9.Penukar DC-DCSederhana
tiL​Imax​Imin​ΔI = ?DTT2T

Penukar buck unggul menukar 12 V kepada 9 V pada 100 kHz dengan L = 220 µH. Cari arus riak puncak-ke-puncak induktor ΔIL.

Vin​ = 12 VVo​ = 9 Vf = 100 kHzL = 220 µH
ΔIL = A
10.Penukar DC-DCSukar
+−9 VLSC = 220 µFR = 12 Ω+−22.5 V

Penukar boost unggul menukar 9 V kepada 22.5 V untuk beban 12 Ω pada 250 kHz. Kapasitor output ialah 220 µF. Cari riak voltan output puncak-ke-puncak ΔVo dalam mV.

Vin​ = 9 VVo​ = 22.5 Vf = 250 kHzC = 220 µFR = 12 Ω
ΔVo = mV
11.Jambatan Wheatstone & tolok terikanSederhana
+−5 VR1​ = 20 ΩR2​ = 1000 ΩR3​ = 250 ΩR4​ = 500 ΩabGRg​ = 100 Ω

Galvanometer dengan rintangan 100 Ω disambungkan antara a dan b jambatan yang ditunjukkan (Vs = 5 V). Cari arus galvanometer Ig dari a ke b, dalam µA.

Vs = 5 VR1 = 20 ΩR2 = 1000 ΩR3 = 250 ΩR4 = 500 ΩRg = 100 Ω
Ig = µA
12.Jambatan Wheatstone & tolok terikanSukar
+−2.5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−1.5 mV

Jambatan suku dengan satu tolok aktif (GF = 2) diujakan dengan 2.5 V. Di bawah beban output menunjukkan 1.5 mV. Cari terikan ε dalam µε.

Vs = 2.5 VGF = 2Vo = 1.5 mV
ε = µε
13.Logik digital: get, peta K & flip-flopSederhana
MUX0I0​CI1​C′I2​CI3​ABS1​S0​F

Multipleks 4-ke-1 mempunyai input pilih S₁ = A dan S₀ = B, dan input datanya diikat kepada I₀ = 0, I₁ = C, I₂ = C′, I₃ = C. Bagi berapa daripada 8 gabungan A, B dan C output F = 1? Cari N.

I₀ = 0I₁ = CI₂ = C′I₃ = C
N =
14.Logik digital: get, peta K & flip-flopSukar
ABCD0001111000011110100113X2141517X60120131150140819011010

Cari bentuk SOP minimum bagi F(A, B, C, D) = Σm(0, 3, 4, 5, 7, 9, 15) + d(2, 6), dengan d menandakan keadaan tidak peduli. Berapa banyak sebutan hasil darab N yang ada padanya?

F(A, B, C, D) = Σm(0, 3, 4, 5, 7, 9, 15) + d(2, 6)
N =

3Larutan

1.Diod & transistor

Jawapan: VCE = 6.137 V

Titik pincang BJT: dalam kawasan aktif VBE = 0.7 V, IC = β·IB dan IE = (β + 1)·IB. Cari IB daripada gelung tapak dengan KVL, kemudian IC, kemudian VCE daripada gelung pengumpul–pemancar. Pembahagi voltan pada tapak digantikan dengan setara Thévenin VTH = VCC·R₂/(R₁ + R₂), RTH = R₁∥R₂; perintang pemancar kelihatan (β + 1) kali lebih besar dalam gelung tapak.

Setara Thévenin bagi pembahagi

VTH = 20·12/(39 + 12) = 4.706 V
RTH = 39·12/(39 + 12) = 9.176 kΩ

Arus tapak

KVL mengelilingi gelung tapak; arus pemancar ialah (β + 1)·IB.

IB = (4.706 − 0.7)/(9.176 + 101·1.2) = 30.73 µA

Arus pengumpul

IC = 100·30.73 µA = 3.073 mA
IE = 101·30.73 µA = 3.103 mA

Voltan pengumpul–pemancar

VCE = 20 − 3.073·3.3 − 3.103·1.2 = 6.137 V

Jawapan

VCE = 6.137 V
2.Diod & transistor

Jawapan: RB = 49.84 kΩ

BJT sebagai suis: untuk menghidupkan beban sepenuhnya, transistor dipacu ke dalam ketepuan, di mana VCE = VCE(sat) dan arus pengumpul ditentukan oleh beban: IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC. Ketepuan memerlukan sekurang-kurangnya IB = IC(sat)/β. Jika arus tapak lebih kecil, transistor kekal aktif dan IC = β·IB.

Arus pengumpul dalam ketepuan

IC(sat) = (9 − 0.2)/680 = 12.94 mA

Arus tapak minimum

IB(min) = IC(sat)/β = 12.94/150 = 86.27 µA

Perintang tapak

RB = (5 − 0.7)/IB = 4.3 V/0.08627 mA = 49.84 kΩ

Jawapan

RB = 49.84 kΩ

Sebarang perintang tapak yang lebih kecil juga menepukan transistor; dalam amalan anda memilih yang beberapa kali ganda lebih kecil.

3.Litar op-amp

Jawapan: V− = 1.894 V

Peraturan op-amp unggul: dengan suap balik negatif, op-amp memacu keluarannya supaya kedua-dua masukannya berada pada voltan yang sama (V₋ = V₊), dan tiada arus mengalir ke dalam mana-mana masukan. Menulis KCL pada masukan songsang dengan dua fakta ini memberikan keluaran.

Voltan pada masukan

R₃ dan R₄ membawa arus yang sama, maka ia membentuk pembahagi voltan; suapbalik menjadikan V₋ = V₊.

V₊ = V2·R4/(R3 + R4) = 2.7·4.7/(2 + 4.7) = 1.894 V
V₋ = V₊

Jawapan

V− = 1.894 V
4.Litar op-amp

Jawapan: Vout = −3.6 V

Peraturan op-amp unggul: dengan suap balik negatif, op-amp memacu keluarannya supaya kedua-dua masukannya berada pada voltan yang sama (V₋ = V₊), dan tiada arus mengalir ke dalam mana-mana masukan. Menulis KCL pada masukan songsang dengan dua fakta ini memberikan keluaran.

Arus masukan dan kadar cerun

kΩ darab µF memberikan milisaat.

RC = 100 kΩ · 0.1 µF = 10 ms
kadar cerun = −Vin/(RC) = −1.8/10 = −0.18 V/ms

Keluaran pada masa yang diberikan

Nilai unggul terletak di dalam ±Vsat, maka pengamir belum terpotong.

Vout = −Vin·t/(RC) = −1.8·20/10 = −3.6 V

Jawapan

Vout = −3.6 V
5.Fana RC & RL

Jawapan: W = 199.1 mJ

Fana peringkat pertama: dalam litar dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap voltan dan arus bergerak secara eksponen daripada nilai awalnya kepada nilai akhirnya: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Selepas kira-kira 5τ litar telah mantap.

Pemalar masa dan arus akhir

Lama selepas suis ditutup, induktor berkelakuan seperti litar pintas, jadi arus akhir ditentukan oleh R sahaja.

τ = L/R = 220 mH / 10 Ω = 22 ms
i(∞) = Vs/R = 15/10 = 1.5 A

Arus pada masa yang diberi

i(t) = 1.5·(1 − e−50/22) = 1.345 A

Tenaga tersimpan

W = ½·L·i² = ½·220·1.345² = 199.1 mJ

Jawapan

W = 199.1 mJ
6.Fana RC & RL

Jawapan: i2 = 1.104 mA

Fana peringkat pertama: dalam litar dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap voltan dan arus bergerak secara eksponen daripada nilai awalnya kepada nilai akhirnya: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Selepas kira-kira 5τ litar telah mantap.

Voltan awal kapasitor

Dalam keadaan mantap kapasitor ialah litar terbuka, maka R₁ dan R₂ membentuk pembahagi voltan. Voltan kapasitor tidak boleh melompat apabila suis dibuka.

vC(0) = 6·1/(1 + 1) = 3 V

Pemalar masa selepas suis dibuka

τ = R2·C = 1·10 = 10 ms

Nyahcas

vC(t) = 3·e−10/10 = 1.104 V
i2 = vC/R2 = 1.104/1 = 1.104 mA

Jawapan

i2 = 1.104 mA
7.Perintang bersiri & selari

Jawapan: IR1 = 1.636 A

Perintang bersiri dan selari: dalam sambungan bersiri arus yang sama mengalir melalui setiap perintang dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam sambungan selari setiap perintang mempunyai voltan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Rangkaian tangga dipermudahkan sepasang demi sepasang sehingga tinggal satu rintangan setara.

R1​ = 5 ΩR3​ = 5 Ω+−V1​15 VR2​5 ΩAR4​20 ΩB

Gabungkan perintang dari hujung yang jauh

Mulakan dari hujung yang paling jauh daripada sumber dan bergerak balik ke arahnya. Perintang yang membawa arus yang sama adalah bersiri; perintang merentasi dua nod yang sama adalah selari.

R3 + R4 = 5 + 20 = 25 Ω
R2 ∥ 25 = 5·25/(5+25) = 4.167 Ω
Req = R1 + 4.167 = 5 + 4.167 = 9.167 Ω

Arus daripada sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberikan arus yang dibekalkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 15/9.167 = 1.636 A

Jawapan

IR1 = 1.636 A
8.Perintang bersiri & selari

Jawapan: IR1 = 2.897 A

Perintang bersiri dan selari: dalam sambungan bersiri arus yang sama mengalir melalui setiap perintang dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam sambungan selari setiap perintang mempunyai voltan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Rangkaian tangga dipermudahkan sepasang demi sepasang sehingga tinggal satu rintangan setara.

R1​ = 4 ΩR3​ = 5 ΩR5​ = 10 Ω+−V1​24 VR2​10 ΩAR4​3 ΩBR6​5 Ω

Gabungkan perintang dari hujung yang jauh

Mulakan dari hujung yang paling jauh daripada sumber dan bergerak balik ke arahnya. Perintang yang membawa arus yang sama adalah bersiri; perintang merentasi dua nod yang sama adalah selari.

R5 + R6 = 10 + 5 = 15 Ω
R4 ∥ 15 = 2.5 Ω
R3 + 2.5 = 7.5 Ω
R2 ∥ 7.5 = 4.286 Ω
Req = R1 + 4.286 = 4 + 4.286 = 8.286 Ω

Arus daripada sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberikan arus yang dibekalkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 24/8.286 = 2.897 A

Jawapan

IR1 = 2.897 A
9.Penukar DC-DC

Jawapan: ΔIL = 0.1023 A

Penukar DC-DC: suis S dihidupkan untuk pecahan D bagi setiap tempoh T = 1/f. Dalam keadaan mantap voltan purata induktor ialah sifar (imbangan volt-saat), yang memberikan nisbah penukaran unggul dalam pengaliran selanjar: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost menyongsang |Vo| = Vin·D/(1 − D). Penukar unggul mengekalkan kuasa: Vin·Iin = Vo·Io. Semasa S hidup, arus induktor naik sebanyak ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak output ialah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor hanya menyentuh sifar (sempadan CCM) apabila arus induktor purata sama dengan ΔIL/2.

Kitar tugas

D = 9/12 = 0.75

Voltan induktor semasa masa hidup

Semasa S hidup, induktor berada antara Vin dan Vo.

VL = 12 − 9 = 3 V

Arus riak

ΔIL = VL·D/(L·f) = 3·0.75/(220·10⁻⁶·100·10³) = 0.1023 A

Jawapan

ΔIL = 0.1023 A
10.Penukar DC-DC

Jawapan: ΔVo = 20.45 mV

Penukar DC-DC: suis S dihidupkan untuk pecahan D bagi setiap tempoh T = 1/f. Dalam keadaan mantap voltan purata induktor ialah sifar (imbangan volt-saat), yang memberikan nisbah penukaran unggul dalam pengaliran selanjar: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost menyongsang |Vo| = Vin·D/(1 − D). Penukar unggul mengekalkan kuasa: Vin·Iin = Vo·Io. Semasa S hidup, arus induktor naik sebanyak ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak output ialah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor hanya menyentuh sifar (sempadan CCM) apabila arus induktor purata sama dengan ΔIL/2.

Kitar tugas

D = 1 − 9/22.5 = 0.6

Arus beban

Io = 22.5/12 = 1.875 A

Riak output

ΔVo = 1.875·0.6/(250·10³·220·10⁻⁶) = 20.45 mV

Jawapan

ΔVo = 20.45 mV
11.Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Jawapan: Ig = 5479 µA

Jambatan Wheatstone: dua pembahagi voltan berkongsi satu bekalan Vs. Pembahagi kiri R1–R2 memberikan Va = Vs·R2/(R1 + R2) dan pembahagi kanan R3–R4 memberikan Vb = Vs·R4/(R3 + R4); outputnya ialah Vab = Va − Vb. Jambatan seimbang (Vab = 0, tiada arus dalam meter) apabila R1/R2 = R3/R4, iaitu R1·R4 = R2·R3. Dilihat dari output, jambatan ialah sumber Thévenin dengan Rth = R1∥R2 + R3∥R4.

Voltan Thévenin

Vth = 5·(1000/1020 − 500/750) = 1.569 V

Rintangan Thévenin

Rth = R₁∥R₂ + R₃∥R₄ = 186.3 Ω

Arus galvanometer

Ig = 1.569/(186.3 + 100) = 5479 µA

Jawapan

Ig = 5479 µA
12.Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Jawapan: ε = 1200 µε

Tolok terikan: tolok mengubah rintangannya dengan terikan: ΔR/R = GF·ε, dengan faktor tolok GF kira-kira 2 untuk kerajang logam. Dalam jambatan dengan semua lengan sama dengan R, satu tolok aktif (jambatan suku) memberikan Vo ≈ Vs·GF·ε/4. Dua tolok aktif dengan terikan bertentangan pada lengan bersebelahan (jambatan separuh) memberikan Vs·GF·ε/2, dan empat (jambatan penuh) memberikan Vs·GF·ε. Tegasan diperoleh daripada hukum Hooke, σ = E·ε. Sel beban menyatakan kepekaannya dalam mV/V: output pada beban penuh bagi setiap volt pengujaan.

Selesaikan persamaan jambatan suku

ε = 4·0.0015/(2.5·2) = 0.0012

Dalam mikroterikan

ε = 1200 µε

Jawapan

ε = 1200 µε
13.Logik digital: get, peta K & flip-flop

Jawapan: N = 3

Multipleks: multipleks 2ⁿ-ke-1 menyalurkan satu input datanya ke output; talian pilih, dibaca sebagai nombor perduaan, menentukan yang mana satu. Untuk MUX 4-ke-1 dengan pilih S₁S₀ = AB, F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃. Mengikat input data kepada 0, 1, C atau C′ membolehkan MUX menghasilkan sebarang fungsi bagi A, B dan C, yang merupakan cara lazim untuk membina logik dengan satu cip.

Ungkapan output

F = A′BC + AB′C′ + ABC

Baris dengan F = 1

ABC = 011, 100, 111
N = 3

Jawapan

N = 3
14.Logik digital: get, peta K & flip-flop

Jawapan: N = 5

Peta Karnaugh: sel disusun dalam kod Gray (00, 01, 11, 10), maka sel berjiran, termasuk yang merentasi tepi, berbeza pada tepat satu pemboleh ubah. Kumpulkan 1 dalam segi empat tepat berisi 1, 2, 4, 8 atau 16 sel, sebesar mungkin dan sesedikit mungkin, sehingga setiap 1 diliputi. Setiap kumpulan ialah satu sebutan hasil darab: pemboleh ubah yang kekal malar di dalamnya. Kumpulan 2ᵏ sel kehilangan k pemboleh ubah. Tidak peduli (X) boleh digunakan untuk membesarkan kumpulan tetapi tidak perlu diliputi. Mengumpulkan 0 pula memberi bentuk POS minimum.

Implikan perdana

Kumpulan terbesar yang boleh dibentuk daripada 1 dan X.

BCD, A′D′, A′C, A′B, AB′C′D
ABCD0001111000011110100113X2141517X60120131150140819011010

Liputan minimum

F = BCD + A′D′ + A′C + A′B + AB′C′D
N = 5

Jawapan

N = 5

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1