Elektronik 1: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 14 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Diyotlar ve transistörler

Diyot (sabit gerilim düşümü)
VD = 0,7 V when conducting
Aktif bölge
VBE = 0,7 V, IC = β·IB, IE = (β + 1)·IB
Sabit kutuplama
IB = (VCC − 0,7)/RB
Gerilim bölücülü kutuplama
IB = (VTH − 0,7)/(RTH + (β + 1)RE)
Bölücünün Thévenin eşdeğeri
VTH = VCC·R2/(R1 + R2), RTH = R1∥R2
Kolektör çevresi
VCE = VCC − ICRC − IERE
Doyum
IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC, IB ≥ IC(sat)/β

Op-amp devreleri

Eviren yükselteç
Vout = −(Rf/Rin)·Vin
Evirmeyen yükselteç
Vout = (1 + Rf/R1)·Vin
Toplayıcı yükselteç
Vout = −Rf(V1/R1 + V2/R2)
İdeal op-amp
V+ = V−, Iin = 0

RC ve RL geçici rejim

Zaman sabiti
τ = RC | τ = L/R
Yanıt
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
DC’de kondansatör
açık devre; vC ani değişemez
DC’de bobin
kısa devre; iL ani değişemez
Kalıcı durum
t ≈ 5τ

Yöntem

  1. Anahtarlamadan hemen sonraki başlangıç değerini bulun: kondansatör gerilimi ve bobin akımı ani değişemez.
  2. Anahtarlamadan çok sonraki son değeri bulun: kondansatör açık devre, bobin kısa devre gibi davranır.
  3. Zaman sabitini bulun: kondansatörün veya bobinin gördüğü direnci kullanarak τ = RC veya τ = L/R.
  4. x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ kullanın.

Seri ve paralel dirençler

Seri dirençler
Req = R1 + R2 + …
Paralel dirençler
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
İki paralel direnç
Req = R1R2 / (R1 + R2)
Ohm yasası
V = I·R
Güç
P = V·I = I²R = V²/R

Yöntem

  1. Ağın uçlardan en uzak ucundan başlayın.
  2. Seri dirençleri toplayarak, paralel dirençleri 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … ile birleştirin.
  3. Her adımdan sonra devreyi yeniden çizin.
  4. Uçlar arasında tek bir direnç kalana kadar tekrarlayın.

DC–DC dönüştürücüler

Alçaltıcı
Vo = D·Vin
Yükseltici
Vo = Vin/(1 − D)
Eviren alçaltıcı-yükseltici
|Vo| = Vin·D/(1 − D)
İdeal güç dengesi
VinIin = VoIo
Bobin dalgalanması
ΔIL = VL,on·D/(L·f); buck Vin − Vo, boost and buck-boost Vin
Ortalama bobin akımı
alçaltıcı Io; yükseltici ve alçaltıcı-yükseltici Io/(1 − D)
Çıkış dalgalanması
alçaltıcı ΔIL/(8fC); yükseltici ve alçaltıcı-yükseltici Io·D/(fC)
CCM sınırı
alçaltıcı (1 − D)R/(2f); yükseltici D(1 − D)²R/(2f); alçaltıcı-yükseltici (1 − D)²R/(2f)

Yöntem

  1. Dönüştürücüyü (alçaltıcı, yükseltici veya alçaltıcı-yükseltici) ve D görev oranını gerilim oranından belirleyin.
  2. Bobinde volt-saniye dengesini kullanın: bir periyot boyunca ortalama bobin gerilimi sıfırdır.
  3. Anahtar iletimdeyken bobin gerilimini bulun, sonra ΔIL = VL·D/(L·f).
  4. Çıkış dalgalanması için kondansatöre giren ve çıkan yükü bulun; CCM sınırı için ortalama bobin akımını ΔIL/2’ye eşitleyin.

Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Bölücü gerilimleri
Va = VsR2/(R1 + R2), Vb = VsR4/(R3 + R4)
Çıkarılan
Vab = Va − Vb
Denge
R1/R2 = R3/R4
Kayar telli köprü
R/Rx = l/(100 − l)
Thévenin direnci
Rth = R1∥R2 + R3∥R4
Gerinim ölçer çarpanı
ΔR/R = GF·ε
Köprü çıkışı
çeyrek Vs·GF·ε/4, yarım Vs·GF·ε/2, tam Vs·GF·ε
Küçük değişim, tek kol
Vab ≈ Vs·ΔR/(4R)
Gerilme
σ = E·ε

Yöntem

  1. Köprüyü aynı kaynağa bağlı iki gerilim bölücü olarak ele alın.
  2. Denge için R₁/R₂ = R₃/R₄ yazın ve bilinmeyen direnci çözün.
  3. Dengesiz bir köprüde Va ve Vb’yi bölücülerden bulup çıkarın; çıkışı bir ölçü aleti yüklüyorsa Thévenin eşdeğerini kullanın.
  4. Gerinim ölçerlerde gerinimi ΔR/R = GF·ε’ye çevirin ve çeyrek, yarım veya tam köprü için sırasıyla Vs·GF·ε/4, /2 veya ×1 kullanın.

Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Temel kapılar
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Boole kuralları
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Karnaugh haritası sırası
00, 01, 11, 10 (Gray code)
2ᵏ hücrelik grup
k değişken kaybeder
4’ten 1’e çoklayıcı
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-floplar
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Sayıcılar
n bit: 2ⁿ durum; mod-N: 2ⁿ ≥ N olan en küçük n; fçıkış = fclk/N
Dalgacık (ripple) sayıcı
fmax = 1/(n·tpd)
Halka ve Johnson sayıcılar
n ve 2n durum

Yöntem

  1. Bir devre için girişlerden çıkışa doğru her seferinde bir kapı olacak şekilde çalışın ve her telin üzerine değeri yazın ya da ifadesini yazıp doğruluk tablosunu doldurun.
  2. Sadeleştirme için 1’leri (ve fark etmez durumlarını X olarak) Gray kodlu satır ve sütunlara, 00, 01, 11, 10, sahip bir Karnaugh haritasına koyun.
  3. 1’leri kenarlardan dolanarak 1, 2, 4, 8 ya da 16 hücrelik olabildiğince az ve olabildiğince büyük gruplarla kapsayın; her grup, sabit kalan değişkenlerden oluşan bir çarpım terimidir. POS biçimi için 0’ları gruplayın.
  4. Flip-floplar ve sayıcılar için girişleri her etkin saat kenarında okuyun, her kenardan sonra durumu yazın ve n bitlik bir sayıcının 2ⁿ durumdan sonra başa sardığını unutmayın.

2Alıştırma soruları

1.Diyotlar ve transistörlerOrta
RC​ = 2,7 kΩβ = 200RE​ = 2,2 kΩVCC​ = 20 VR1​ = 47 kΩR2​ = 8,2 kΩ

β = 200 olan bir NPN transistör, VCC = 20 V’tan gerilim bölücüyle kutuplanmıştır: VCC’den baza R₁ = 47 kΩ ve bazdan toprağa R₂ = 8,2 kΩ. Kolektör direnci RC = 2,7 kΩ ve emetör direnci RE = 2,2 kΩ. VBE = 0,7 V alın ve bölücünün Thévenin eşdeğerini kullanın (baz akımını ihmal etmeyin). Kolektör–emetör gerilimi VCE değerini bulun.

VCC = 20 VR1 = 47 kΩR2 = 8,2 kΩRC = 2,7 kΩRE = 2,2 kΩβ = 200
VCE = V
2.Diyotlar ve transistörlerZor
+−≤ 24 V100 Ω6,2 V

6,2 V’luk bir Zener regülatörünün 100 Ω’luk bir seri direnci var. Giriş 24 V’a kadar çıkabilir ve yük bağlantısı kesilebilir. Zener’in harcaması gereken en büyük gücü PZ,max bulun.

Vin,max = 24 VVZ = 6,2 VR = 100 Ω
PZ,max = mW
3.Op-amp devreleriOrta
−+Vout​Rf​ = 100 kΩVin​R1​ = 4,7 kΩ

Op-amp idealdir ve ±15 V ile beslenir; çıkışı ±12 V’ta doyuma ulaşır. Eviren yükselteç sinüs dalgasıyla sürülüyor. Çıkışın kırpılmadığı en büyük giriş genliği Vin,max (tepe değeri) değerini bulun.

R1 = 4,7 kΩRf = 100 kΩVsat = ±12 V
Vin,max = V
4.Op-amp devreleriZor
−+Vout​Rf​ = 10 kΩV1​ = −0,5 VR1​ = 100 kΩV2​ = 0,3 VR2​ = 1 kΩIf​

Toplayıcı yükselteç, ±15 V ile beslenen ideal bir op-amp kullanır. Geri besleme direncinden çıkışa doğru akan If akımını bulun.

V1 = −0,5 VV2 = 0,3 VR1 = 100 kΩR2 = 1 kΩRf = 10 kΩ
If = mA
5.RC ve RL geçici rejimOrta
+−Vs​5 Vt = 0R = 33 ΩL47 mHi(t)

Anahtar t = 0’da kapanmadan önce bobinden akım geçmez. t = 1 ms anında bobin üzerindeki vL gerilimini bulun.

Vs = 5 VR = 33 ΩL = 47 mHt = 1 ms
vL = V
6.RC ve RL geçici rejimZor
+−Vs​10 Vt = 0R = 3,3 kΩC22 µF+−vC​vC​(0) = 18 V

Anahtar t = 0’da kapanmadan hemen önce kondansatörde gösterilen polaritede 18 V vardır. vC değerinin 15,6 V’a ulaşması ne kadar sürer? t değerini bulun.

Vs = 10 VR = 3,3 kΩC = 22 µFvC(0) = 18 V
t = ms
7.Seri ve paralel dirençlerOrta
R1​ = 4 ΩR3​ = 4 Ω+−V1​30 VR2​2 ΩIR2​AR4​15 ΩB

R2 üzerinden geçen IR2 akımını bulun.

V1 = 30 VR1 = 4 ΩR2 = 2 ΩR3 = 4 ΩR4 = 15 Ω
IR2 = A
8.Seri ve paralel dirençlerZor
R1​ = 15 ΩR3​ = 25 ΩR5​ = 6 Ω+−V1​24 VR2​12 ΩAR4​4 ΩBR6​30 Ω

V1 kaynağının gördüğü eşdeğer direnç Req değerini bulun.

V1 = 24 VR1 = 15 ΩR2 = 12 ΩR3 = 25 ΩR4 = 4 ΩR5 = 6 ΩR6 = 30 Ω
Req = Ω
9.DC–DC dönüştürücülerOrta
tiL​Imax​Imin​ΔI = ?DTT2T

İdeal bir eviren alçaltıcı-yükseltici dönüştürücü, 500 kHz’te ve L = 100 µH ile 9 V’u −27 V’a çeviriyor. Bobin dalgalanma akımının tepeden tepeye değerini (ΔIL) bulun.

Vin​ = 9 VVo​ = −27 Vf = 500 kHzL = 100 µH
ΔIL = A
10.DC–DC dönüştürücülerZor
+−48 VSLC = 100 µFR = 20 Ω−+−144 V

İdeal bir alçaltıcı-yükseltici dönüştürücü, 20 Ω’luk bir yük için 500 kHz’te 48 V’u −144 V’a çeviriyor. Çıkış kondansatörü 100 µF’tır. Tepeden tepeye çıkış gerilimi dalgalanmasını (ΔVo) mV cinsinden bulun.

Vin​ = 48 VVo​ = −144 Vf = 500 kHzC = 100 µFR = 20 Ω
ΔVo = mV
11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerOrta
+−2 VR1​ = 800 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 1000 ΩR4​ = 200 ΩabGRg​ = 200 Ω

200 Ω dirençli bir galvanometre, gösterilen köprünün a ve b uçları arasına bağlanıyor (Vs = 2 V). a’dan b’ye galvanometre akımını (Ig) µA cinsinden bulun.

Vs = 2 VR1 = 800 ΩR2 = 600 ΩR3 = 1000 ΩR4 = 200 ΩRg = 200 Ω
Ig = µA
12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerZor
+−2,5 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

1000 Ω kollu bir köprü 2,5 V ile uyarılıyor ve içinde dört etkin gerinim ölçer, ikisi çekmede ve ikisi basmada (tam köprü) bulunuyor. Gerinim ölçer çarpanı 2,05, gerinim 800 µε’dir. Köprü çıkışını (Vo) mV cinsinden bulun.

Vs = 2,5 VGF = 2,05ε = 800 µε
Vo = mV
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarOrta
ABC000111100101324576

F = AC + A′B′C + A′C′ + A′C fonksiyonunu en küçük çarpımlar toplamı biçimine sadeleştirin. Sadeleştirilmiş ifade kaç literal (L) içerir?

F = AC + A′B′C + A′C′ + A′C
L =
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarZor
ABCD0001111000011110001113021415X7X6012113X1501408X9X11110

d fark etmez (don’t-care) durumlarını gösterirken F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 5, 10, 13) + d(6, 7, 9, 11, 15) fonksiyonu için temel asal implikantların sayısını, N, bulun.

F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 5, 10, 13) + d(6, 7, 9, 11, 15)
N =

3Çözeltiler

1.Diyotlar ve transistörler

Cevap: VCE = 15,03 V

BJT çalışma noktası: aktif bölgede VBE = 0,7 V, IC = β·IB ve IE = (β + 1)·IB. KGY ile baz çevresinden IB’yi, sonra IC’yi, sonra kolektör–emetör çevresinden VCE’yi bulun. Bazdaki bir gerilim bölücü Thévenin eşdeğeriyle değiştirilir: VTH = VCC·R₂/(R₁ + R₂), RTH = R₁∥R₂; emetör direnci baz çevresinde (β + 1) kat büyük görünür.

Bölücünün Thévenin eşdeğeri

VTH = 20·8,2/(47 + 8,2) = 2,971 V
RTH = 47·8,2/(47 + 8,2) = 6,982 kΩ

Baz akımı

Baz çevresinde KGY; emetör akımı (β + 1)·IB’dir.

IB = (2,971 − 0,7)/(6,982 + 201·2,2) = 5,056 µA

Kolektör akımı

IC = 200·5,056 µA = 1,011 mA
IE = 201·5,056 µA = 1,016 mA

Kolektör–emetör gerilimi

VCE = 20 − 1,011·2,7 − 1,016·2,2 = 15,03 V

Cevap

VCE = 15,03 V
2.Diyotlar ve transistörler

Cevap: PZ,max = 1104 mW

Zener regülatörü: ters öngerilimli bir Zener diyot, akımı en küçük IZ,min değerinin üzerinde kaldığı sürece VZ gerilimini tutar. R seri direnci, giriş ile çıkış arasındaki farkı alır: IR = (Vin − VZ)/R. Bu akım yük, IL = VZ/RL, ile Zener arasında bölünür: IZ = IR − IL. En kötü durumlara göre tasarlayın: en büyük yükte en düşük giriş yine de IZ,min bırakmalı, yüksüz durumda en yüksek giriş ise en büyük Zener gücünü PZ = VZ·IZ verir.

En kötü durum Zener akımı

IZ = 17,8/100 = 178 mA

Zener gücü

PZ = 6,2·178 = 1104 mW

Cevap

PZ,max = 1104 mW
3.Op-amp devreleri

Cevap: Vin,max = 0,564 V

İdeal op-amp kuralları: negatif geri beslemeyle op-amp çıkışını iki girişi aynı gerilimde olacak şekilde sürer (V₋ = V₊) ve hiçbir girişe akım girmez. Bu iki gerçekle eviren girişte KAY yazmak çıkışı verir.

Kazanç

|Av| = Rf/R1 = 100/4,7 = 21,28

Kırpılmadan önceki en büyük giriş

Vin,max = Vsat/|Av| = 12/21,28 = 0,564 V

Cevap

Vin,max = 0,564 V
4.Op-amp devreleri

Cevap: If = 0,295 mA

İdeal op-amp kuralları: negatif geri beslemeyle op-amp çıkışını iki girişi aynı gerilimde olacak şekilde sürer (V₋ = V₊) ve hiçbir girişe akım girmez. Bu iki gerçekle eviren girişte KAY yazmak çıkışı verir.

Giriş akımları

V₋ = 0, bu yüzden her giriş direncinin üzerinde kendi giriş geriliminin tamamı vardır.

I1 = V1/R1 = −0,5/100 = −0,005 mA
I2 = V2/R2 = 0,3/1 = 0,3 mA
If = I1 + I2 = 0,295 mA

Cevap

If = 0,295 mA
5.RC ve RL geçici rejim

Cevap: vL = 2,478 V

Birinci derece geçici rejim: tek kondansatörlü veya tek bobinli bir devrede her gerilim ve akım başlangıç değerinden son değerine üstel olarak gider: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, τ = RC veya τ = L/R ile. Yaklaşık 5τ sonra devre oturur.

Zaman sabiti ve son akım

Anahtar kapandıktan uzun süre sonra bobin kısa devre gibi davranır; bu yüzden son akımı yalnızca R belirler.

τ = L/R = 47 mH / 33 Ω = 1,424 ms
i(∞) = Vs/R = 5/33 = 0,1515 A

Bobin gerilimi

t = 0’da besleme geriliminin tamamı bobin üzerindedir; sonra sıfıra söner.

vL(t) = Vs·e−t/τ = 5·e−1/1,424 = 2,478 V

Cevap

vL = 2,478 V
6.RC ve RL geçici rejim

Cevap: t = 25,89 ms

Birinci derece geçici rejim: tek kondansatörlü veya tek bobinli bir devrede her gerilim ve akım başlangıç değerinden son değerine üstel olarak gider: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, τ = RC veya τ = L/R ile. Yaklaşık 5τ sonra devre oturur.

Başlangıç değeri, son değer, zaman sabiti

Kondansatör gerilimi sıçrayamaz; bu yüzden depolanan değerden başlar ve kaynak gerilimine yönelir.

vC(0) = 18 V, vC(∞) = Vs = 10 V
τ = R·C = 3,3 kΩ · 22 µF = 72,6 ms
vC(t) = 10 + (18 − 10)·e−t/τ

Zaman için çözün

15,6 = 10 + (8)·e−t/τ → e−t/τ = (15,6 − 10)/(18 − 10) = 0,7
t = τ·ln((18 − 10)/(15,6 − 10)) = 72,6·ln(1,429) = 25,89 ms

Cevap

t = 25,89 ms
7.Seri ve paralel dirençler

Cevap: IR2 = 4,672 A

Seri ve paralel dirençler: seride her dirençten aynı akım geçer ve R = R₁ + R₂ + …. Paralelde her direncin gerilimi aynıdır ve 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Merdiven ağı, tek bir eşdeğer direnç kalana kadar çift çift indirgenir.

R1​ = 4 ΩR3​ = 4 Ω+−V1​30 VR2​2 ΩAR4​15 ΩB

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R3 + R4 = 4 + 15 = 19 Ω
R2 ∥ 19 = 2·19/(2+19) = 1,81 Ω
Req = R1 + 1,81 = 4 + 1,81 = 5,81 Ω

Kaynaktan çekilen akım

Kaynak yalnızca Req’yi görür; Ohm yasası verdiği akımı bulur. Bu akım R₁’den geçer.

IR1 = V1/Req = 30/5,81 = 5,164 A

R₂’den geçen akım

A düğümündeki gerilimi bulmak için R₁ üzerindeki düşümü çıkarın; bu, R₂ üzerindeki gerilimdir.

VA = V1 − IR1·R1 = 30 − 5,164·4 = 9,344 V
IR2 = VA/R2 = 9,344/2 = 4,672 A

Cevap

IR2 = 4,672 A
8.Seri ve paralel dirençler

Cevap: Req = 23,45 Ω

Seri ve paralel dirençler: seride her dirençten aynı akım geçer ve R = R₁ + R₂ + …. Paralelde her direncin gerilimi aynıdır ve 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Merdiven ağı, tek bir eşdeğer direnç kalana kadar çift çift indirgenir.

R1​ = 15 ΩR3​ = 25 ΩR5​ = 6 Ω+−V1​24 VR2​12 ΩAR4​4 ΩBR6​30 Ω

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R5 + R6 = 6 + 30 = 36 Ω
R4 ∥ 36 = 3,6 Ω
R3 + 3,6 = 28,6 Ω
R2 ∥ 28,6 = 8,453 Ω
Req = R1 + 8,453 = 15 + 8,453 = 23,45 Ω

Cevap

Req = 23,45 Ω
9.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: ΔIL = 0,135 A

DC–DC dönüştürücüler: bir S anahtarı, her T = 1/f periyodunun D kesri boyunca iletimdedir. Kalıcı durumda ortalama bobin gerilimi sıfırdır (volt-saniye dengesi); bu, sürekli iletimde ideal dönüştürme oranlarını verir: alçaltıcı (buck) Vo = D·Vin, yükseltici (boost) Vo = Vin/(1 − D), eviren alçaltıcı-yükseltici (buck-boost) |Vo| = Vin·D/(1 − D). İdeal bir dönüştürücü gücü korur: Vin·Iin = Vo·Io. S iletimdeyken bobin akımı ΔIL = VL·D·T/L kadar artar; burada VL, alçaltıcıda Vin − Vo, yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Vin’dir. Çıkış dalgalanması alçaltıcıda ΔVo = ΔIL/(8fC), yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Io·D/(fC)’dir. Ortalama bobin akımı ΔIL/2’ye eşit olduğunda bobin akımı sıfıra tam değiyor (CCM sınırı).

Görev oranı

D = 27/(9 + 27) = 0,75

İletim süresinde bobin gerilimi

S iletimdeyken bobin doğrudan Vin uçlarındadır.

VL = 9 V

Dalgalanma akımı

ΔIL = VL·D/(L·f) = 9·0,75/(100·10⁻⁶·500·10³) = 0,135 A

Cevap

ΔIL = 0,135 A
10.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: ΔVo = 108 mV

DC–DC dönüştürücüler: bir S anahtarı, her T = 1/f periyodunun D kesri boyunca iletimdedir. Kalıcı durumda ortalama bobin gerilimi sıfırdır (volt-saniye dengesi); bu, sürekli iletimde ideal dönüştürme oranlarını verir: alçaltıcı (buck) Vo = D·Vin, yükseltici (boost) Vo = Vin/(1 − D), eviren alçaltıcı-yükseltici (buck-boost) |Vo| = Vin·D/(1 − D). İdeal bir dönüştürücü gücü korur: Vin·Iin = Vo·Io. S iletimdeyken bobin akımı ΔIL = VL·D·T/L kadar artar; burada VL, alçaltıcıda Vin − Vo, yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Vin’dir. Çıkış dalgalanması alçaltıcıda ΔVo = ΔIL/(8fC), yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Io·D/(fC)’dir. Ortalama bobin akımı ΔIL/2’ye eşit olduğunda bobin akımı sıfıra tam değiyor (CCM sınırı).

Görev oranı

D = 144/(48 + 144) = 0,75

Yük akımı

Io = 144/20 = 7,2 A

Çıkış dalgalanması

ΔVo = 7,2·0,75/(500·10³·100·10⁻⁶) = 108 mV

Cevap

ΔVo = 108 mV
11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: Ig = 738,3 µA

Wheatstone köprüsü: iki gerilim bölücü tek bir Vs kaynağını paylaşır. Soldaki R1–R2 bölücüsü Va = Vs·R2/(R1 + R2), sağdaki R3–R4 bölücüsü Vb = Vs·R4/(R3 + R4) verir; çıkış Vab = Va − Vb’dir. Köprü, R1/R2 = R3/R4, yani R1·R4 = R2·R3 olduğunda dengededir (Vab = 0, ölçü aletinden akım geçmez). Çıkıştan bakıldığında köprü, Rth = R1∥R2 + R3∥R4 olan bir Thévenin kaynağıdır.

Thévenin gerilimi

Vth = 2·(600/1400 − 200/1200) = 0,5238 V

Thévenin direnci

Rth = R₁∥R₂ + R₃∥R₄ = 509,5 Ω

Galvanometre akımı

Ig = 0,5238/(509,5 + 200) = 738,3 µA

Cevap

Ig = 738,3 µA
12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: Vo = 4,1 mV

Gerinim ölçerler: bir gerinim ölçer direncini gerinimle değiştirir: ΔR/R = GF·ε; burada GF gerinim ölçer çarpanı olup metal folyo için yaklaşık 2’dir. Tüm kolları R olan bir köprüde tek etkin gerinim ölçer (çeyrek köprü) Vo ≈ Vs·GF·ε/4 verir. Bitişik kollarda zıt gerinimli iki etkin gerinim ölçer (yarım köprü) Vs·GF·ε/2, dört etkin gerinim ölçer (tam köprü) ise Vs·GF·ε verir. Gerilme, Hooke yasasından bulunur: σ = E·ε. Yük hücreleri duyarlılıklarını mV/V olarak belirtir: tam yükte, volt başına uyarma gerilimi için çıkış.

Bağıl direnç değişimi

ΔR/R = 2,05·800·10⁻⁶ = 0,00164

Köprü çıkışı

Vo = Vs·GF·ε = 2,5·0,00164 = 4,1 mV

Cevap

Vo = 4,1 mV
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: L = 2

Boole cebiri: ifadeleri sadeleştiren kurallar X + X′ = 1 ve X·X′ = 0, X + X = X, soğurma X + X·Y = X, birleştirme kuralı X·Y + X·Y′ = X, X + X′Y = X + Y ve uzlaşma teoremi XY + X′Z + YZ = XY + X′Z’dir. De Morgan yasaları (X·Y)′ ifadesini X′ + Y′’ye ve (X + Y)′ ifadesini X′·Y′’ye çevirir. Bir Karnaugh haritası bu kuralları grafik olarak uygular: iki komşu hücrelik her grup, XY + XY′ = X kuralının bir kullanımıdır.

İfadenin minterimleri

AC → m(5, 7)
A′B′C → m(1)
A′C′ → m(0, 2)
A′C → m(1, 3)
ABC00011110011011131204151706

Gruplayın ve okuyun

F = C + A′

Literalleri sayın

L = 2

Cevap

L = 2
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: N = 3

Karnaugh haritaları: hücreler Gray koduyla (00, 01, 11, 10) sıralanır; bu yüzden komşu hücreler, kenarların karşısındakiler dahil, tam olarak tek değişkende farklılaşır. 1’leri 1, 2, 4, 8 ya da 16 hücrelik dikdörtgenler içinde, olabildiğince büyük ve olabildiğince az sayıda gruplayın; her 1 kapsanana kadar. Her grup bir çarpım terimidir: grubun içinde sabit kalan değişkenler. 2ᵏ hücrelik bir grup k değişken kaybeder. Fark etmez durumları (X) grupları büyütmek için kullanılabilir ama kapsanmaları gerekmez. 0’ları gruplamak en küçük POS biçimini verir.

Asal implikantlar

1’lerden ve X’lerden oluşturulabilen en büyük gruplar.

D, A′B, AB′C
ABCD0001111000011110001113021415X7X6012113X1501408X9X11110

Temel asal implikantlar

D, A′B, AB′C
N = 3

Cevap

N = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1