પ્રશ્ન 1(અ) [3 માર્ક્સ]#
CE રૂપરેખાંકન માટે એમ્પ્લીફાયર પરિમાણો Ai, Ri અને Ro સમજાવો.
જવાબ: કોમન એમિટર (CE) રૂપરેખાંકનમાં, મુખ્ય પરિમાણો છે:
આકૃતિ:
+Vcc
|
R
|
|C
B----|----+----Output
| |
| RC
RB | |
| |
---| |---
| | | |
| | | |
+---+----+---+
|
|
GND
- કરંટ ગેઇન (Ai): આઉટપુટ કરંટનો ઇનપુટ કરંટ સાથેનો ગુણોત્તર (Ic/Ib), સામાન્ય રીતે CE માં 50-200
- ઇનપુટ રેઝિસ્ટન્સ (Ri): બેઝ ટર્મિનલ પર ઇનપુટ કરંટનો વિરોધ, CE માં 1-2kΩ
- આઉટપુટ રેઝિસ્ટન્સ (Ro): કલેક્ટર ટર્મિનલ પર વિરોધ, સામાન્ય રીતે CE માં 50kΩ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CIR પરિમાણો - કરંટ ગેઇન, ઇનપુટ રેઝિસ્ટન્સ, અને આઉટપુટ રેઝિસ્ટન્સ એમ્પ્લીફાયરની કાર્યક્ષમતા નક્કી કરે છે”
પ્રશ્ન 1(બ) [4 માર્ક્સ]#
હીટ સિંક પર ટૂંકી નોંધ લખો.
જવાબ:
આકૃતિ:
- ઉદ્દેશ: ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોમાંથી થર્મલ નુકસાન રોકવા માટે વધારાની ગરમીનું વિસર્જન
- પ્રકારો: પેસિવ હીટ સિંક (એલ્યુમિનિયમ/કોપર ફિન્સ) અને એક્ટિવ હીટ સિંક (ફેન સાથે)
- થર્મલ રેઝિસ્ટન્સ: ઓછી થર્મલ રેઝિસ્ટન્સ (°C/W) વધુ સારી ગરમી વિસર્જન દર્શાવે છે
- સામગ્રી: કોપર (શ્રેષ્ઠ વાહકતા), એલ્યુમિનિયમ (હલકું, કિફાયતી), કમ્પોઝિટ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “HARD સિંક - ગરમીને Heat Away using Radiation and Dissipation through metal sinks”
પ્રશ્ન 1(ક) [7 માર્ક્સ]#
થર્મલ રનઅવે અને થર્મલ સ્ટેબિલિટીનું વર્ણન કરો. ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં થર્મલ રનઅવે કેવી રીતે દૂર કરી શકાય?
જવાબ:
આકૃતિ:
flowchart TD
A[ગરમી ઉત્પાદન] --> B[તાપમાનમાં વધારો]
B --> C[Ic માં વધારો]
C --> D[વધુ પાવર વપરાશ]
D --> A
E[થર્મલ સ્ટેબિલિટી પદ્ધતિઓ] --> F[આ ચક્ર તોડો]
થર્મલ રનઅવે:
- વ્યાખ્યા: સ્વ-ત્વરિત પ્રક્રિયા જ્યાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર ગરમ થાય છે, જેનાથી વધુ કરંટ પ્રવાહ અને વધુ ગરમી થાય છે
- કારણ: તાપમાનમાં વધારો Ico (લીકેજ કરંટ)માં વધારો કરે છે જે Ic વધારે છે
- પરિણામ: જો નિયંત્રણ ન કરવામાં આવે તો ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો અંતિમ વિનાશ
થર્મલ સ્ટેબિલિટી:
- વ્યાખ્યા: તાપમાન પરિવર્તન છતાં સ્થિર ઓપરેટિંગ પોઇન્ટ જાળવવાની ક્ષમતા
- માપ: સ્ટેબિલિટી ફેક્ટર (S) - ઓછા મૂલ્યો વધુ સારી સ્થિરતા દર્શાવે છે
થર્મલ રનઅવે દૂર કરવાના ઉપાયો:
- હીટ સિંક્સ: વધારાની ગરમી દૂર કરવા માટે જોડો
- એમિટર રેઝિસ્ટર: નકારાત્મક ફીડબેક આપવા માટે અનબાયપાસ્ડ RE શામેલ કરો
- વોલ્ટેજ ડિવાઇડર બાયસ: વધુ સારી સ્થિરતા માટે ફિક્સ્ડ બાયસ ને બદલે ઉપયોગ કરો
- થર્મલ કમ્પેન્સેશન: બાયસ સર્કિટમાં તાપમાન-સંવેદનશીલ ઘટકો ઉમેરો
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SHEER સુરક્ષા - ગરમી માટે સિંક્સ, એમિટર રેઝિસ્ટર્સ, બાહ્ય કૂલિંગ, અને મજબૂત બાયસિંગ થર્મલ રનઅવે અટકાવે છે”
પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 માર્ક્સ]#
બાયસિંગ પદ્ધતિઓના પ્રકારો લખો. વોલ્ટેજ વિભાજક બાયસિંગ પદ્ધતિને વિગતમાં સમજાવો.
જવાબ:
બાયસિંગ પદ્ધતિઓના પ્રકારો:
કોષ્ટક: ટ્રાન્ઝિસ્ટર બાયસિંગ પદ્ધતિઓ
| પદ્ધતિ | સ્થિરતા | જટિલતા |
|---|---|---|
| ફિક્સ્ડ બાયસ | નબળી | સરળ |
| કલેક્ટર ફીડબેક | મધ્યમ | મધ્યમ |
| એમિટર બાયસ | સારી | મધ્યમ |
| વોલ્ટેજ ડિવાઇડર | ઉત્તમ | જટિલ |
વોલ્ટેજ ડિવાઇડર બાયસિંગ સર્કિટ:
+Vcc
|
R1
|
+----+
| |
R2 C1
| |
+----+---> Base
|
| +----+
| | |
RE RC C2
| | |
+----+----+---> Output
|
GND
વોલ્ટેજ ડિવાઇડર બાયસિંગ:
- સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર: બેઝ પર સ્થિર વોલ્ટેજ બનાવવા માટે શ્રેણીમાં બે રેઝિસ્ટર્સ (R1, R2) વાપરે છે
- ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત: R2 પર વોલ્ટેજ બેઝ બાયસ સેટ કરે છે, β વેરિએશન છતાં સ્થિર રહે છે
- ફાયદા: શ્રેષ્ઠ તાપમાન કોમ્પેન્સેશન સાથેની સૌથી સ્થિર બાયસિંગ તકનીક
- સૂત્ર: બેઝ વોલ્ટેજ VB = Vcc × (R2/(R1+R2))
- સ્થિરતા: કલેક્ટર કરંટથી લગભગ સ્વતંત્ર બેઝ વોલ્ટેજ સાથે ઉચ્ચ સ્થિરતા ફેક્ટર
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DIVE સ્થિરતા માટે - ડિવાઇડર તાપમાન અને β વેરિએશન માટે ખૂબ અસરકારક છે”
પ્રશ્ન 2(અ) [3 માર્ક્સ]#
સ્ટેબિલિટી ફેક્ટર અને તેની વિશેષતાઓ સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ:
flowchart LR
A[તાપમાન પરિવર્તન] --> B{સ્ટેબિલિટી ફેક્ટર S}
B -->|ઉચ્ચ S| C[અસ્થિર સર્કિટ]
B -->|નીચું S| D[સ્થિર સર્કિટ]
- વ્યાખ્યા: સ્ટેબિલિટી ફેક્ટર (S) માપે છે કે લીકેજ કરંટથી કલેક્ટર કરંટ કેવી રીતે બદલાય છે
- સૂત્ર: S = ΔIC/ΔICBO
- આદર્શ મૂલ્ય: નીચું મૂલ્ય (S ≈ 1) વધુ સારી સ્થિરતા દર્શાવે છે
- અસર કરતા પરિબળો: બાયસિંગ સર્કિટ ડિઝાઇન, તાપમાન, અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર પરિમાણો
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “LESS એટલે બેહતર - નીચા મૂલ્યો તાપમાન પરિવર્તન માટે સ્થિર સિસ્ટમ સુનિશ્ચિત કરે છે”
પ્રશ્ન 2(બ) [4 માર્ક્સ]#
કાસ્કેડિંગની ડાયરેક્ટ કપલિંગ ટેકનિક વર્ણવો.
જવાબ:
આકૃતિ:
+Vcc
|
|
RC1 RC2
| |
+-----+ |
| | |
+--+ +-+--+
| | | |
Q1 |C | C| | Q2
| | | |
+--+ +-+--+
| | | |
E | E |
| | | |
+--+ +-+
| |
RE1 RE2
| |
GND GND
- વ્યાખ્યા: પ્રથમ તબક્કાના કલેક્ટરથી બીજા તબક્કાના બેઝ સાથે સીધો જોડાણ
- ફાયદા: કપલિંગ ઘટકોની જરૂર નથી, ઉત્તમ નિમ્ન-આવર્તન પ્રતિસાદ
- ગેરફાયદા: DC લેવલ્સ મેચ કરવા જોઈએ, થર્મલ ડ્રિફ્ટ સ્ટેજ દીઠ વધે છે
- ઉપયોગો: DC એમ્પ્લીફાયર્સ, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સ, ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર્સ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DIAL DC માટે - કેપેસિટર વગર સીધા જોડાણ નિમ્ન આવર્તનોને એમ્પ્લિફાય કરે છે”
પ્રશ્ન 2(ક) [7 માર્ક્સ]#
બે તબક્કાના RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયરનો આવર્તન પ્રતિભાવ સમજાવો.
જવાબ:
ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ કર્વ:
Gain (dB)
^
| ___________
| / \
| / \
| / \
| / \
|------------/ \---->Frequency
f1 f2
Low frequency Mid frequency High frequency
region region region
બે-તબક્કાનો RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર:
- સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર: કપલિંગ કેપેસિટર્સ દ્વારા જોડાયેલ બે ટ્રાન્ઝિસ્ટર એમ્પ્લીફાયર્સ
- નિમ્ન-આવર્તન પ્રતિસાદ (f < f1): કપલિંગ અને બાયપાસ કેપેસિટરની અસરોને કારણે ગેઇન ઘટે છે
- મધ્ય-આવર્તન પ્રતિસાદ (f1 < f < f2): મહત્તમ ગેઇન ક્ષેત્ર, સપાટ પ્રતિસાદ
- ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રતિસાદ (f > f2): આંતરિક કેપેસિટન્સ અને મિલર ઇફેક્ટને કારણે ગેઇન ઘટે છે
- બેન્ડવિડ્થ: નીચલા કટઓફ (f1) અને ઉપલા કટઓફ (f2) આવર્તન વચ્ચેની રેન્જ
- કુલ ગેઇન: વ્યક્તિગત સ્ટેજ ગેઇનનો ગુણાકાર ઓછા કપલિંગ નુકસાન
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “LMH આવર્તન ક્ષેત્રો - નિમ્નમાં વધતો ગેઇન, મધ્યમાં સપાટ ગેઇન, ઉચ્ચમાં ઘટતો ગેઇન”
પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 માર્ક્સ]#
એમ્પ્લીફાયરની બેન્ડવિડ્થ અને ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદનને સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ:
Gain (dB)
^
| _______________
| /| \
| / | \
| / | \
| / | \
|/ | \
+-----|------------------|-----> Frequency
f1 f2
|<---Bandwidth---->|
- બેન્ડવિડ્થ: નીચલા (f1) અને ઉપલા (f2) કટઓફ આવર્તનો વચ્ચેનો આવર્તન રેન્જ જ્યાં ગેઇન મહત્તમનો ઓછામાં ઓછો 70.7% હોય છે
- સૂત્ર: બેન્ડવિડ્થ = f2 - f1 (Hz માં માપવામાં આવે છે)
- ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદન: આપેલા એમ્પ્લીફાયર માટે ગેઇન ગુણાકાર બેન્ડવિડ્થનું અચળ મૂલ્ય
- મહત્વ: એમ્પ્લીફાયર કાર્યક્ષમતાની મૂળભૂત મર્યાદાને દર્શાવે છે
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “BIG મૂલ્ય - બેન્ડવિડ્થ અને ગેઇન વચ્ચે વિપરીત સંબંધ અચળ છે”
પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 માર્ક્સ]#
એમ્પ્લીફાયરના ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ પર એમિટર બાયપાસ કેપેસિટર અને કપલિંગ કેપેસિટરની અસરો સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: કેપેસિટરની ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ પર અસરો
| Capacitor Type | Low Frequency | Mid Frequency | High Frequency |
|---|---|---|---|
| Emitter Bypass | Affects gain | Full bypass | No effect |
| Coupling | Blocks signal | Full coupling | No effect |
કેપેસિટરની અસરો:
એમિટર બાયપાસ કેપેસિટર:
- હેતુ: ગેઇન વધારવા માટે એમિટર રેઝિસ્ટરને બાયપાસ કરે છે
- નિમ્ન આવર્તન: ઉચ્ચ ઇમ્પિડન્સ તરીકે કાર્ય કરે છે, ગેઇન ઘટાડે છે
- સૂત્ર: Xc = 1/(2πfC) નિમ્ન આવર્તન પર વધે છે
- કટઓફ અસર: RE સાથે નીચલી કટઓફ આવર્તન સેટ કરે છે
કપલિંગ કેપેસિટર:
- હેતુ: DC બ્લોક કરે છે, તબક્કાઓ વચ્ચે AC સિગ્નલની મંજૂરી આપે છે
- નિમ્ન આવર્તન: ઉચ્ચ રિએક્ટન્સ સિગ્નલ ટ્રાન્સફર અવરોધે છે
- પ્રતિસાદ અસર: મોટી કેપેસિટન્સ નિમ્ન-આવર્તન પ્રતિસાદ સુધારે છે
- ફેઝ શિફ્ટ: નિમ્ન આવર્તનોએ ફેઝ શિફ્ટ ઉત્પન્ન કરે છે
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CABLE અસર - કેપેસિટર્સ નિમ્ન આવર્તન પર અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે, ઉચ્ચ આવર્તન પર સુધારો કરે છે”
પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 માર્ક્સ]#
ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર અને RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયરની સરખામણી કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ અને RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર્સની સરખામણી
| પરિમાણ | ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ | RC કપલ્ડ |
|---|---|---|
| કપલિંગ ઘટક | ટ્રાન્સફોર્મર | કેપેસિટર અને રેઝિસ્ટર |
| કાર્યક્ષમતા | ઉચ્ચ (90%) | નીચી (30-50%) |
| આવર્તન પ્રતિસાદ | મર્યાદિત, છેડાઓ પર નબળો | વિશાળ, નિમ્ન આવર્તન પર વધુ સારો |
| કદ અને વજન | મોટું, ભારે | કોમ્પેક્ટ, હલકું |
| ખર્ચ | ઊંચો | નીચો |
| ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ | ઉત્તમ | નબળું |
| વિકૃતિ | નીચી | ઊંચી |
| DC આઇસોલેશન | સંપૂર્ણ | સારું |
આકૃતિ સરખામણી:
ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ RC કપલ્ડ
+Vcc +Vcc
| |
RC RC
| |
+-----|OOOO|-----+ +------||------+
| |OOOO| | | CC |
C |OOOO| C C C
| | | |
+ + + +
| | | |
GND GND GND GND
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TREE પરિબળો - ટ્રાન્સફોર્મર્સ મજબૂત કાર્યક્ષમતા અને ઉત્તમ ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ આપે છે, RC ખર્ચની બચત કરે છે”
પ્રશ્ન 3(અ) [3 માર્ક્સ]#
ટ્રાન્ઝિસ્ટર ટ્યુન કરેલ એમ્પ્લીફાયરનું વર્ણન કરો.
જવાબ:
સર્કિટ આકૃતિ:
+Vcc
|
|
+----+
| |
L C
| |
+----+
|
C1
|
+----+---Output
| |
Q RC
| |
+----+
|
GND
- વ્યાખ્યા: ચોક્કસ આવર્તન બેન્ડને એમ્પ્લિફાય કરવા માટે કલેક્ટરમાં LC ટેન્ક સર્કિટ સાથેનો એમ્પ્લીફાયર
- સિદ્ધાંત: LC સર્કિટ fr = 1/(2π√LC) પર રેઝોનેટ થાય છે, રેઝોનન્સ પર મહત્તમ ગેઇન આપે છે
- બેન્ડવિડ્થ: RC એમ્પ્લીફાયર્સ કરતાં સાંકડી, ટ્યુન્ડ સર્કિટના Q ફેક્ટર દ્વારા નિર્ધારિત
- ઉપયોગો: RF એમ્પ્લીફાયર્સ, રેડિયો રિસીવર્સ, વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશન સર્કિટ્સ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TRIP રેઝોનન્સ માટે - ટ્યુન્ડ રેઝોનન્ટ સર્કિટ્સ ચોક્કસ આવર્તનો પર કાર્યક્ષમતા સુધારે છે”
પ્રશ્ન 3(બ) [4 માર્ક્સ]#
ડાયરેક્ટ કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.
જવાબ:
સર્કિટ આકૃતિ:
+Vcc
|
RC2
|
+------+---Output
| |
C RC1
| |
+------+
|
E
|
GND
- વ્યાખ્યા: કપલિંગ ઘટકો વગર સીધા જોડાણવાળો મલ્ટી-સ્ટેજ એમ્પ્લીફાયર
- કાર્યપદ્ધતિ: પ્રથમ તબક્કાનો કલેક્ટર બીજા તબક્કાના બેઝ સાથે સીધો જોડાય છે
- ફાયદા: ઉત્તમ નિમ્ન-આવર્તન પ્રતિસાદ, ઓછા ઘટકો, કોમ્પેક્ટ ડિઝાઇન
- ગેરફાયદા: DC બાયસ સમસ્યાઓ, થર્મલ સ્ટેબિલિટી સમસ્યાઓ, તબક્કા દીઠ મર્યાદિત ગેઇન
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “COLD ફાયદા - કોમ્પેક્ટ ડિઝાઇન, ઉત્તમ નિમ્ન-આવર્તન પ્રતિસાદ, ઓછા ઘટકો, સીધું જોડાણ”
પ્રશ્ન 3(ક) [7 માર્ક્સ]#
બે પોર્ટ નેટવર્કમાં h પરિમાણોનું મહત્વ વર્ણવો. CE એમ્પ્લીફાયર માટે h-પેરામીટર્સ સર્કિટ દોરો.
જવાબ:
CE માટે h-પેરામીટર સમકક્ષ સર્કિટ:
RC
+-----+ |
| | |
Input | +++ | Output
o----+---|>|----o
| +++ |
| | |
+--+--+ |
| |
+++ |
GND |
h-પેરામીટર્સનું મહત્વ:
- સાર્વત્રિક ઉપયોગ: બધા ટ્રાન્ઝિસ્ટર રૂપરેખાંકન (CE, CB, CC) માટે કામ કરે છે
- સરળ માપન: પેરામીટર્સ સરળ સર્કિટ્સનો ઉપયોગ કરીને સીધા માપી શકાય છે
- સંપૂર્ણ લક્ષણો: ચાર પેરામીટર્સ સાથે ટ્રાન્ઝિસ્ટર વર્તનનું સંપૂર્ણ વર્ણન કરે છે
- સર્કિટ એનાલિસિસ: જટિલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર સર્કિટ એનાલિસિસ સરળ બનાવે છે
- તાપમાન સ્વતંત્રતા: સામાન્ય ઓપરેટિંગ તાપમાન પર પ્રમાણમાં સ્થિર
CE માટે h-પેરામીટર્સ:
- h11 (hie): આઉટપુટ શોર્ટ-સર્કિટેડ સાથે ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ
- h12 (hre): રિવર્સ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફર રેશિયો
- h21 (hfe): ફોરવર્ડ કરંટ ગેઇન (β)
- h22 (hoe): ઇનપુટ ઓપન-સર્કિટેડ સાથે આઉટપુટ એડમિટન્સ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “FINE પેરામીટર્સ - ચાર ઇન્ટરકનેક્ટેડ નેટવર્ક એલિમેન્ટ્સ ટ્રાન્ઝિસ્ટરને સંપૂર્ણપણે વ્યાખ્યાયિત કરે છે”
પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 માર્ક્સ]#
ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર અને ડાયરેક્ટ કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયરની સરખામણી કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ટ્રાન્સફોર્મર vs ડાયરેક્ટ કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર્સ
| પરિમાણ | ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ | ડાયરેક્ટ કપલ્ડ |
|---|---|---|
| DC આઇસોલેશન | સંપૂર્ણ | નથી |
| નિમ્ન આવર્તન પ્રતિસાદ | નબળો | ઉત્તમ |
| કદ | મોટું | કોમ્પેક્ટ |
| ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ | ઉત્તમ | નબળું |
| વિકૃતિ | નીચી | ઊંચી હોઈ શકે |
| ખર્ચ | ઊંચો | નીચો |
| જટિલતા | મધ્યમ | સરળ |
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TIP પસંદગી માટે - ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ અને પાવર ટ્રાન્સફર માટે ટ્રાન્સફોર્મર, નિમ્ન આવર્તન માટે ડાયરેક્ટ”
પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 માર્ક્સ]#
કોમન એમિટર એમ્પ્લીફાયરનું સર્કિટ ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
CE એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ:
+Vcc
|
RC
|
+----||---o Output
| CC
|
+--+
| |
| C
| |
---+--+---
| | | |
| | | |
+--+--+--+
|
RE
|
GND
- રૂપરેખાંકન: બેઝ પર ઇનપુટ, કલેક્ટરથી આઉટપુટ, એમિટર બંનેમાં સામાન્ય છે
- લક્ષણો: વોલ્ટેજ ગેઇન ~50-500, કરંટ ગેઇન ~50-200, ફેઝ શિફ્ટ 180°
- ફાયદા: ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ગેઇન, મધ્યમ ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ, સારું વોલ્ટેજ એમ્પ્લિફિકેશન
- ઉપયોગો: ઓડિયો એમ્પ્લીફાયર્સ, રેડિયો ફ્રીક્વન્સી એમ્પ્લીફાયર્સ, સ્વિચિંગ સર્કિટ્સ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “GAIN લક્ષણો - ઉલટા આઉટપુટ અને નોંધપાત્ર કાર્યક્ષમતા સાથે સારું એમ્પ્લિફિકેશન”
પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 માર્ક્સ]#
ટ્રાન્ઝિસ્ટર ટુ પોર્ટ નેટવર્ક દોરો અને તેના માટે h-પેરામીટર્સનું વર્ણન કરો. હાઇબ્રિડ પેરામીટર્સના ફાયદા લખો.
જવાબ:
ટુ-પોર્ટ નેટવર્ક આકૃતિ:
+-------------+
| |
I1 -->+ +---> I2
| Two-Port |
V1 -->+ Network +---> V2
| |
+-------------+
h-પેરામીટર્સ સમીકરણો:
- V1 = h11I1 + h12V2
- I2 = h21I1 + h22V2
h-પેરામીટર્સનું વર્ણન:
- h11: આઉટપુટ શોર્ટ-સર્કિટેડ સાથે ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ (Ω)
- h12: રિવર્સ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફર રેશિયો (અપરિમાણ)
- h21: ફોરવર્ડ કરંટ ગેઇન (અપરિમાણ)
- h22: ઇનપુટ ઓપન-સર્કિટેડ સાથે આઉટપુટ એડમિટન્સ (સીમેન્સ)
હાઇબ્રિડ પેરામીટર્સના ફાયદા:
- સરળ માપન: દરેક પેરામીટર વ્યક્તિગત રીતે માપી શકાય છે
- માનક સંજ્ઞા: ઉદ્યોગ અને શૈક્ષણિક ક્ષેત્રમાં સાર્વત્રિક સ્વીકૃતિ
- સચોટ મોડેલ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર વર્તનનું સટીક મોડેલિંગ પ્રદાન કરે છે
- રૂપરેખાંકન લવચીકતા: બધા ટ્રાન્ઝિસ્ટર રૂપરેખાંકન માટે લાગુ
- તાપમાન સ્થિરતા: ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી પર પ્રમાણમાં સ્થિર
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SMART પેરામીટર્સ - સરળ માપન, સચોટ મોડેલિંગ, વિશ્વસનીય, તાપમાન-સ્થિર”
પ્રશ્ન 4(અ) [3 માર્ક્સ]#
ડાર્લિંગ્ટન પેર અને તેની એપ્લિકેશનો સમજાવો.
જવાબ:
ડાર્લિંગ્ટન પેર સર્કિટ:
+--+
| |
| C1 +--+
---+--+-----| |
| | | | C2 Output
| | +-----| |-----o
| B1 | | |
o-----+-----| |
| B2 | |
E1-------| |
E2 |
--|--
GND
- વ્યાખ્યા: બે ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું રૂપરેખાંકન જ્યાં પ્રથમનો એમિટર બીજાના બેઝને ડ્રાઇવ કરે છે
- લક્ષણો: ખૂબ ઉચ્ચ કરંટ ગેઇન (β1 × β2), ઉચ્ચ ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ
- નુકસાન: ઉચ્ચ સેચ્યુરેશન વોલ્ટેજ, ઓછી સ્વિચિંગ સ્પીડ
- ઉપયોગો: પાવર એમ્પ્લીફાયર્સ, મોટર ડ્રાઇવર્સ, ટચ-સેન્સિટિવ સ્વિચ, ડાર્લિંગ્ટન ICs
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “HIGH ગેઇન - બે ટ્રાન્ઝિસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને ખૂબ જ વધારેલો ગેઇન”
પ્રશ્ન 4(બ) [4 માર્ક્સ]#
જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે ડાયોડ ક્લેમ્પર સર્કિટનું વર્ણન કરો.
જવાબ:
પોઝિટિવ ક્લેમ્પર સર્કિટ:
D
Input o---|>|---+---o Output
| |
C R
| |
+-----+
|
GND
- વ્યાખ્યા: DC ઘટક ઉમેરીને વેવફોર્મને ઉપર/નીચે શિફ્ટ કરતી સર્કિટ
- પ્રકારો: પોઝિટિવ ક્લેમ્પર (ઉપર શિફ્ટ), નેગેટિવ ક્લેમ્પર (નીચે શિફ્ટ)
- કાર્યપદ્ધતિ: કેપેસિટર પ્રથમ અર્ધ-ચક્ર દરમિયાન ચાર્જ થાય છે, પછી DC લેવલ જાળવે છે
- ઉપયોગો: TV સિંક પલ્સ રિસ્ટોરેશન, પલ્સ મોડ્યુલેશન સર્કિટ્સ, વેવફોર્મ પ્રોસેસિંગ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CAPS અસર - કેપેસિટર અને ડાયોડ જોડી સિગ્નલને ચોક્કસ DC લેવલથી શિફ્ટ કરે છે”
પ્રશ્ન 4(ક) [7 માર્ક્સ]#
OLED નું બાંધકામ, કાર્ય અને એપ્લિકેશન સમજાવો.
જવાબ:
OLED સ્ટ્રકચર:
+----------------+
| Cathode (Metal)|
+----------------+
| Emissive Layer |
+----------------+
|Conductive Layer|
+----------------+
| Anode (ITO) |
+----------------+
| Substrate |
+----------------+
OLED બાંધકામ:
- લેયર્સ: સબસ્ટ્રેટ, એનોડ (ITO), કન્ડક્ટિવ લેયર, એમિસિવ લેયર, કેથોડ
- સામગ્રી: ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી
- પ્રકારો: PMOLED (પેસિવ મેટ્રિક્સ) અને AMOLED (એક્ટિવ મેટ્રિક્સ)
કાર્યપદ્ધતિ:
- મિકેનિઝમ: ઇલેક્ટ્રિક કરંટ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનિસન્સ દ્વારા ઓર્ગેનિક સામગ્રીને પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરવા કારણ બને છે
- પ્રક્રિયા: ઇલેક્ટ્રોન્સ અને હોલ્સ એમિસિવ લેયરમાં ફોટોન્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે રીકોમ્બાઇન થાય છે
- કાર્યક્ષમતા: બેકલાઇટ વગર સીધો પ્રકાશ ઉત્સર્જન, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા
ઉપયોગો:
- ડિસ્પ્લે: સ્માર્ટફોન્સ, ટીવી, વેરેબલ્સ, ડિજિટલ કેમેરા
- લાઇટિંગ: ફ્લેક્સિબલ અને પારદર્શક લાઇટિંગ પેનલ
- સાઇનેજ: ઉચ્ચ-કોન્ટ્રાસ્ટ ડિજિટલ સાઇન અને બિલબોર્ડ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “OLED ફાયદા - ઓર્ગેનિક સામગ્રી, હલકું ડિઝાઇન, કાર્યક્ષમ ઓપરેશન, સીધું ઉત્સર્જન, સ્ટનિંગ કોન્ટ્રાસ્ટ”
પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 માર્ક્સ]#
LDR પર ટૂંકી નોંધ સમજાવો.
જવાબ:
LDR સિમ્બોલ અને સ્ટ્રક્ચર:
Symbol Structure
⌒ ⌒ +-------+
/ \ |///////|
+ + |///////|
| | +-------+
+ +
\ /
⌒ ⌒
- વ્યાખ્યા: લાઇટ ડિપેન્ડન્ટ રેઝિસ્ટર, એક ફોટોરેઝિસ્ટર જેનો રેઝિસ્ટન્સ પ્રકાશ સાથે ઘટે છે
- સામગ્રી: કેડમિયમ સલ્ફાઇડ (CdS) અથવા કેડમિયમ સેલેનાઇડ (CdSe)
- સિદ્ધાંત: ફોટોકંડક્ટિવિટી - પ્રકાશ ઊર્જા ઇલેક્ટ્રોન્સ મુક્ત કરે છે, વાહકતા વધારે છે
- ઉપયોગો: લાઇટ સેન્સર્સ, ઓટોમેટિક લાઇટિંગ કંટ્રોલ, કેમેરા એક્સપોઝર સિસ્ટમ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DARK રેઝિસ્ટન્સ વધારે છે - ઘટતો પ્રકાશ અને વધતો અંધકાર રેઝિસ્ટન્સ ઊંચો રાખે છે”
પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 માર્ક્સ]#
જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે ડાયોડ ક્લિપર સર્કિટનું વર્ણન કરો.
જવાબ:
પોઝિટિવ ક્લિપર સર્કિટ:
R
Input o---www---+---o Output
|
|
__|__
\ /
\ /
V
|
GND
- વ્યાખ્યા: થ્રેશોલ્ડ ઉપર/નીચેના ઇનપુટ વેવફોર્મના ભાગોને મર્યાદિત (ક્લિપ) કરતી સર્કિટ
- પ્રકારો: પોઝિટિવ ક્લિપર (પોઝિટિવ ક્લિપ), નેગેટિવ ક્લિપર (નેગેટિવ ક્લિપ), બાયસ્ડ ક્લિપર
- કાર્યપદ્ધતિ: જ્યારે સિગ્નલ થ્રેશોલ્ડને વટાવે છે ત્યારે ડાયોડ કન્ડક્ટ કરે છે, આઉટપુટને મર્યાદિત કરે છે
- ઉપયોગો: વેવફોર્મ શેપિંગ, પ્રોટેક્શન સર્કિટ્સ, સિગ્નલ કન્ડિશનિંગ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CLIP તરંગો - સર્કિટ ડાયોડ કન્ડક્શનનો ઉપયોગ કરીને ઇનપુટ પીક્સને મર્યાદિત કરે છે”
પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 માર્ક્સ]#
હાફ વેવ અને ફુલ વેવ વોલ્ટેજ ડબલર સમજાવો.
જવાબ:
હાફ-વેવ વોલ્ટેજ ડબલર:
D1
AC o------|>|-------+----o Output
Input | (+2Vp)
| |
C1 C2
| |
GND GND
ફુલ-વેવ વોલ્ટેજ ડબલર:
D1
AC o------|>|-------+----o Output
Input | | (+2Vp)
| |
C1 C2
| |
| D2 |
+---|<|---+
|
GND
હાફ-વેવ વોલ્ટેજ ડબલર:
- ઓપરેશન: નેગેટિવ હાફ સાયકલ દરમિયાન, C1 પીક વોલ્ટેજ સુધી ચાર્જ થાય છે; પોઝિટિવ સાયકલ દરમિયાન, આઉટપુટ 2Vp બને છે
- આઉટપુટ: પીક વેલ્યુ ઇનપુટ પીકના બમણા સાથે પલ્સેટિંગ DC
- રિપલ: ઉચ્ચ રિપલ સામગ્રી
- કાર્યક્ષમતા: ફુલ-વેવ કરતાં નીચી
ફુલ-વેવ વોલ્ટેજ ડબલર:
- ઓપરેશન: બંને હાફ સાયકલ્સ આઉટપુટમાં યોગદાન આપે છે, દરેક કેપેસિટર વૈકલ્પિક સાયકલ્સ દરમિયાન ચાર્જ થાય છે
- આઉટપુટ: પીક વેલ્યુ ઇનપુટ પીકના બમણા સાથે વધુ સ્મૂધ DC
- રિપલ: ઓછી રિપલ સામગ્રી
- કાર્યક્ષમતા: હાફ-વેવ કરતાં ઉચ્ચ
ઉપયોગો:
- ઉચ્ચ વોલ્ટેજ જનરેશન: CRT ડિસ્પ્લે, ફોટોમલ્ટિપ્લાયર્સ
- પાવર સપ્લાય: ઓછા કરંટ, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ એપ્લિકેશન્સ
- કેસ્કેડ કનેક્શન: ડબલિંગ ઉપરાંત વોલ્ટેજ મલ્ટિપ્લિકેશન માટે
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CHASE 2V - કેપેસિટર્સ 2× વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓલ્ટરનેટિંગ સપ્લાય એનર્જી રાખે છે”
પ્રશ્ન 5(અ) [3 માર્ક્સ]#
IC નો ઉપયોગ કરીને +5v પાવર સપ્લાય માટે સર્કિટ ડાયાગ્રામ દોરો અને ટૂંકમાં સમજાવો.
જવાબ:
7805 નો ઉપયોગ કરીને 5V પાવર સપ્લાય:
D1 D2
o---|>|---|>|---+-----+--------o
AC | | | +5V
Input +--|>|--+ | 7805 Output
| D3 | | |
+--|>|--+ | |
| D4 C1 C2
| | |
o----+---------+-----+--------o
GND
- ઘટકો: બ્રિજ રેક્ટિફાયર (D1-D4), ફિલ્ટર કેપેસિટર (C1), 7805 રેગ્યુલેટર, આઉટપુટ કેપેસિટર (C2)
- કાર્યપદ્ધતિ: રેક્ટિફાયર દ્વારા AC ને DC માં રૂપાંતરિત, C1 દ્વારા ફિલ્ટર, 7805 દ્વારા ચોક્કસ 5V માં નિયમિત
- વિશેષતાઓ: શોર્ટ-સર્કિટ પ્રોટેક્શન, થર્મલ શટડાઉન, 1A સુધી કરંટ ક્ષમતા
- ઉપયોગો: ડિજિટલ સર્કિટ્સ, માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ પ્રોજેક્ટ્સ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “FIRM વોલ્ટેજ - ફિલ્ટર્ડ ઇનપુટ, 7805 દ્વારા રેગ્યુલેટેડ સ્થિર વોલ્ટેજ બનાવે છે”
પ્રશ્ન 5(બ) [4 માર્ક્સ]#
પાવર સપ્લાયના સંદર્ભમાં લોડ રેગ્યુલેશન અને લાઇન રેગ્યુલેશનની ચર્ચા કરો.
જવાબ:
રેગ્યુલેશન પરફોર્મન્સ કર્વ્સ:
Vout Vout
^ ^
| |
|-- |--
| \ | \
| \ Load | \ Line
| \ | \
+-------> +------->
Iload Vin
લોડ રેગ્યુલેશન:
- વ્યાખ્યા: લોડ કરંટ પરિવર્તન છતાં સ્થિર આઉટપુટ વોલ્ટેજ જાળવવાની ક્ષમતા
- સૂત્ર: % લોડ રેગ્યુલેશન = ((VNL - VFL)/VFL) × 100
- મહત્વ: વિવિધ લોડ માંગ માટે સ્થિર વોલ્ટેજ સુનિશ્ચિત કરે છે
- આદર્શ મૂલ્ય: 0% (લોડ પરિવર્તન સાથે આઉટપુટ વોલ્ટેજમાં કોઈ ફેરફાર નહીં)
લાઇન રેગ્યુલેશન:
- વ્યાખ્યા: ઇનપુટ વોલ્ટેજમાં ફેરફાર છતાં સ્થિર આઉટપુટ જાળવવાની ક્ષમતા
- સૂત્ર: % લાઇન રેગ્યુલેશન = (ΔVout/ΔVin) × 100
- મહત્વ: મેઇન્સ વોલ્ટેજ ફ્લક્ચ્યુએશનથી સર્કિટ્સને બચાવે છે
- આદર્શ મૂલ્ય: 0% (ઇનપુટ પરિવર્તન સાથે આઉટપુટ વોલ્ટેજમાં કોઈ ફેરફાર નહીં)
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “LIVER સ્વાસ્થ્ય - ઇનપુટ વેરિએશન માટે લાઇન રેગ્યુલેશન, બાહ્ય રેઝિસ્ટન્સ ફેરફારો માટે લોડ રેગ્યુલેશન”
પ્રશ્ન 5(ક) [7 માર્ક્સ]#
સર્કિટ ડાયાગ્રામ સાથે LM317 નો ઉપયોગ કરીને એડજસ્ટેબલ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર સમજાવો.
જવાબ:
LM317 એડજસ્ટેબલ રેગ્યુલેટર સર્કિટ:
R1
+Vin o---+----www----+
| |
| ADJ |
| +-----+ |
+--| 317 |--+--o +Vout
| | |
+-----+ |
R2
|
GND
કાર્યપદ્ધતિનો સિદ્ધાંત:
- મૂળભૂત ઓપરેશન: LM317 આઉટપુટ અને એડજસ્ટમેન્ટ પિન વચ્ચે 1.25V જાળવે છે
- આઉટપુટ વોલ્ટેજ: Vout = 1.25V(1 + R2/R1) + IADJ(R2)
- સરળીકૃત સૂત્ર: Vout ≈ 1.25V(1 + R2/R1) (IADJ ખૂબ નાનો હોવાથી)
- એડજસ્ટમેન્ટ રેન્જ: ઇનપુટ વોલ્ટેજના આધારે 1.25V થી 37V
વિશેષતાઓ:
- કરંટ ક્ષમતા: 1.5A સુધીનો આઉટપુટ કરંટ
- પ્રોટેક્શન: આંતરિક થર્મલ ઓવરલોડ અને શોર્ટ સર્કિટ પ્રોટેક્શન
- ફાયદા: સરળ ડિઝાઇન, ન્યુનતમ બાહ્ય ઘટકો, સ્થિર આઉટપુટ
- ઉપયોગો: વેરિએબલ પાવર સપ્લાય, બેટરી ચાર્જર, કસ્ટમ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર્સ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “VAIR નિયંત્રણ - વેરિએબલ એડજસ્ટેબલ ઇન્ટિગ્રેટેડ રેગ્યુલેટર વોલ્ટેજને ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરે છે”
પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 માર્ક્સ]#
સૌર બેટરી ચાર્જર સર્કિટની કાર્યપદ્ધતિ સમજાવો.
જવાબ:
સૌર બેટરી ચાર્જર બ્લોક ડાયાગ્રામ:
flowchart LR
A[સોલર પેનલ] --> B[ચાર્જ કંટ્રોલર]
B --> C[બેટરી]
C --> D[લોડ/આઉટપુટ]
- ઘટકો: સોલર પેનલ, ચાર્જ કંટ્રોલર, બેટરી, પ્રોટેક્શન સર્કિટ્સ
- કાર્યપદ્ધતિનો સિદ્ધાંત: સોલર પેનલ DC જનરેટ કરે છે, કંટ્રોલર ચાર્જિંગ કરંટને નિયંત્રિત કરે છે
- ચાર્જ ફેઝ: બલ્ક ચાર્જિંગ (સ્થિર કરંટ), એબ્સોર્પ્શન (સ્થિર વોલ્ટેજ), ફ્લોટ (જાળવણી)
- પ્રોટેક્શન વિશેષતાઓ: ઓવરચાર્જ પ્રોટેક્શન, ડીપ ડિસ્ચાર્જ પ્રિવેન્શન, રિવર્સ પોલારિટી
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SCBL સિસ્ટમ - સોલર પેનલ સૂર્યપ્રકાશને કન્વર્ટ કરે છે, બેટરી સંગ્રહ કરે છે, લોડ વપરાશ કરે છે”
પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 માર્ક્સ]#
UPS ની કાર્યપદ્ધતિ સમજાવો.
જવાબ:
UPS બ્લોક ડાયાગ્રામ:
+------+ +-------+ +--------+
| | | | | |
AC--+ Rect +----+ Batt. +----+ Invert +---AC
| | | | | |
+------+ +-------+ +--------+
| |
+---------+---------------+
|
Control
Circuit
- વ્યાખ્યા: અનઇન્ટરપ્ટિબલ પાવર સપ્લાય મુખ્ય સપ્લાય નિષ્ફળતા દરમિયાન બેકઅપ પાવર પ્રદાન કરે છે
- પ્રકારો: ઓફલાઇન (સ્ટેન્ડબાય), લાઇન-ઇન્ટરેક્ટિવ, ઓનલાઇન (ડબલ કન્વર્ઝન)
- ઘટકો: રેક્ટિફાયર, બેટરી, ઇન્વર્ટર, કંટ્રોલ સર્કિટ્રી, ટ્રાન્સફર સ્વિચ
- ઓપરેશન: સામાન્ય રીતે ફિલ્ટર કરેલ મેઇન્સ પાવર પસાર કરે છે, આઉટેજ દરમિયાન બેટરી પર સ્વિચ કરે છે
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PRIME પાવર - મેઇન્સ ઇલેક્ટ્રિસિટી સમસ્યાઓ દરમિયાન પાવર અખંડિત રહે છે”
પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 માર્ક્સ]#
SMPS બ્લોક ડાયાગ્રામ તેના ફાયદા અને ગેરફાયદા સાથે દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
SMPS બ્લોક ડાયાગ્રામ:
flowchart LR
A[AC ઇનપુટ] --> B[EMI ફિલ્ટર]
B --> C[રેક્ટિફાયર]
C --> D[હાઈ-ફ્રિક્વન્સી સ્વિચ]
D --> E[ટ્રાન્સફોર્મર]
E --> F[આઉટપુટ રેક્ટિફાયર]
F --> G[ફિલ્ટર]
G --> H[DC આઉટપુટ]
I[ફીડબેક] --> J[કંટ્રોલ સર્કિટ]
J --> D
કાર્યપદ્ધતિનો સિદ્ધાંત:
- ઇનપુટ સ્ટેજ: AC રેક્ટિફાયર દ્વારા અનરેગ્યુલેટેડ DC માં રૂપાંતરિત
- સ્વિચિંગ સ્ટેજ: હાઈ-ફ્રિક્વન્સી ટ્રાન્ઝિસ્ટર્સ DC ને પલ્સમાં કાપે છે
- ટ્રાન્સફોર્મર: ઉચ્ચ આવર્તન પર આઇસોલેટ અને વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મ કરે છે
- આઉટપુટ સ્ટેજ: ક્લીન DC ઉત્પન્ન કરવા માટે રેક્ટિફાય અને ફિલ્ટર કરે છે
- ફીડબેક લૂપ: આઉટપુટને મોનિટર કરે છે અને નિયમન માટે સ્વિચિંગ એડજસ્ટ કરે છે
ફાયદા:
- કાર્યક્ષમતા: લિનિયર સપ્લાય માટે 30-60% ની સરખામણીએ 70-90%
- કદ/વજન: ઉચ્ચ-આવર્તન ઓપરેશનને કારણે નાના ટ્રાન્સફોર્મર
- હીટ જનરેશન: ઓછો પાવર ડિસિપેશન, ઘટાડેલી કૂલિંગ જરૂરિયાતો
- વાઇડ ઇનપુટ રેન્જ: વિશાળ ઇનપુટ વોલ્ટેજ વેરિએશન પર ઓપરેટ કરી શકે છે
ગેરફાયદા:
- જટિલતા: લિનિયર સપ્લાય કરતાં વધુ જટિલ ડિઝાઇન
- EMI/RFI: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ટરફેરન્સ ઉત્પન્ન કરે છે
- નોઇઝ: સ્વિચિંગ ઓપરેશનને કારણે ઉચ્ચ આઉટપુટ નોઇઝ
- ખર્ચ: ઓછી-પાવર એપ્લિકેશન્સ માટે વધુ ખર્ચાળ
યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “FISH ફેક્ટર્સ - ફ્રીક્વન્સી સ્વિચિંગ, આઇસોલેશન, નાનું કદ, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા SMPS ના ફાયદા છે”
મુખ્ય કોન્સેપ્ટ્સનો સારાંશ#
ટ્રાન્ઝિસ્ટર બાયસિંગ અને સ્ટેબિલિટી#
- બાયસિંગ પદ્ધતિઓ: ફિક્સ્ડ બાયસ, કલેક્ટર ફીડબેક, એમિટર બાયસ, વોલ્ટેજ ડિવાઇડર (સૌથી સ્થિર)
- થર્મલ સ્ટેબિલિટી: થર્મલ રનઅવે અટકાવવા માટે એમિટર રેઝિસ્ટર્સ, વોલ્ટેજ ડિવાઇડર બાયસ, હીટ સિંક્સનો ઉપયોગ
- સ્ટેબિલિટી ફેક્ટર (S): નીચું મૂલ્ય તાપમાન પરિવર્તન સામે વધુ સારી સ્થિરતા દર્શાવે છે
એમ્પ્લીફાયર પેરામીટર્સ#
- CE એમ્પ્લીફાયર: ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ગેઇન (50-500), મધ્યમ ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ, 180° ફેઝ શિફ્ટ
- h-પેરામીટર્સ: h11 (ઇનપુટ ઇમ્પિડન્સ), h21 (કરંટ ગેઇન), h12 (રિવર્સ વોલ્ટેજ રેશિયો), h22 (આઉટપુટ એડમિટન્સ)
- ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ: નિમ્
ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ#
- નિમ્ન આવર્તનો પર: કપલિંગ કેપેસિટર્સની અસરોને કારણે ગેઇન ઘટે છે
- મધ્ય આવર્તનો પર: મહત્તમ ગેઇન ક્ષેત્ર, સમતલ પ્રતિસાદ
- ઉચ્ચ આવર્તનો પર: આંતરિક કેપેસિટન્સ અને મિલર ઇફેક્ટને કારણે ગેઇન ઘટે છે
કપલિંગ પદ્ધતિઓ#
- RC કપલિંગ: સરળ, ઓછી કિંમત, સારો આવર્તન પ્રતિસાદ (ખૂબ નિમ્ન આવર્તનો સિવાય)
- ટ્રાન્સફોર્મર કપલિંગ: સારું ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ, ઉત્તમ કાર્યક્ષમતા, મોટું અને ખર્ચાળ
- ડાયરેક્ટ કપલિંગ: ઉત્તમ નિમ્ન-આવર્તન પ્રતિસાદ, DC બાયસ સમસ્યાઓ, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સમાં વપરાય છે
પ્રેક્ટિકલ એપ્લિકેશન્સ#
- ક્લિપર & ક્લેમ્પર: વેવફોર્મ શેપિંગ, મર્યાદિત, લેવલ શિફ્ટિંગ સર્કિટ્સ
- વોલ્ટેજ મલ્ટિપ્લાયર્સ: ઓછા AC ઇનપુટથી ઉચ્ચ DC વોલ્ટેજ જનરેટ કરે છે (ડબલર, ટ્રિપલર, વગેરે)
- ડાર્લિંગ્ટન પેર: પાવર એપ્લિકેશન્સ માટે સુપર-હાઈ કરંટ ગેઇન કોન્ફિગરેશન
- OLED ડિસ્પ્લે: ઉચ્ચ કોન્ટ્રાસ્ટ, ઊર્જા કાર્યક્ષમતા સાથે ઓર્ગેનિક લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ
પાવર સપ્લાય સર્કિટ્સ#
- વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર્સ: 78xx સિરીઝ (પોઝિટિવ), 79xx સિરીઝ (નેગેટિવ), LM317 (એડજસ્ટેબલ)
- SMPS: નાના કદ પરંતુ વધુ જટિલતા સાથે ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા સ્વિચ-મોડ પાવર સપ્લાય
- UPS: બેટરી-ઇન્વર્ટર સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને આઉટેજ દરમિયાન બેકઅપ પાવર આપે છે
- સોલર ચાર્જર્સ: ઓવરચાર્જ પ્રોટેક્શન સાથે બેટરી ચાર્જ કરવા માટે સૌર ઊર્જાને રૂપાંતરિત કરે છે
યાદ રાખવા માટે મહત્વપૂર્ણ સૂત્રો#
| પેરામીટર | સૂત્ર | વર્ણન |
|---|---|---|
| વોલ્ટેજ ગેઇન (Av) | Vout/Vin | આઉટપુટથી ઇનપુટ વોલ્ટેજનો ગુણોત્તર |
| કરંટ ગેઇન (Ai) | Ic/Ib | કલેક્ટરથી બેઝ કરંટનો ગુણોત્તર |
| બેન્ડવિડ્થ | f2 - f1 | કટઓફ પોઇન્ટ્સ વચ્ચેની આવર્તન રેન્જ |
| લોડ રેગ્યુલેશન | ((VNL-VFL)/VFL)×100% | લોડ ચેન્જ સાથે વોલ્ટેજ સ્થિરતા |
| લાઇન રેગ્યુલેશન | (ΔVout/ΔVin)×100% | ઇનપુટ ચેન્જ સાથે વોલ્ટેજ સ્થિરતા |
| સ્ટેબિલિટી ફેક્ટર (S) | ΔIC/ΔICBO | લીકેજ સામે કલેક્ટર કરંટમાં ફેરફાર |
| LM317 આઉટપુટ | 1.25V(1+R2/R1) | એડજસ્ટેબલ રેગ્યુલેટર આઉટપુટ વોલ્ટેજ |
| રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી | 1/(2π√LC) | ટ્યુન્ડ એમ્પ્લીફાયર રેઝોનન્સ પોઇન્ટ |
ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ માટે પરીક્ષા ટિપ્સ#
- પહેલા બેઝિક્સ દોરો: વિગતો ઉમેરતા પહેલા હંમેશા બેઝિક સર્કિટ ડાયાગ્રામથી શરૂઆત કરો
- ધ્રુવીયતાઓ યાદ રાખો: વોલ્ટેજ ધ્રુવીયતા અને કરંટ દિશાઓ પર ધ્યાન આપો
- તુલના કોષ્ટકમાં કરો: માહિતીને વ્યવસ્થિત કરવા માટે તુલના પ્રશ્નો માટે કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરો
- પ્રેક્ટિકલ ઉપયોગો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો: સૈદ્ધાંતિક ખ્યાલોને વાસ્તવિક-વિશ્વ એપ્લિકેશન્સ સાથે જોડો
- નંબરો જાણો: ટિપિકલ મૂલ્યો (ગેઇન્સ, ઇમ્પિડન્સ, વોલ્ટેજ) યાદ રાખો
- નેમોનિક્સનો ઉપયોગ કરો: જટિલ સંકલ્પનાઓ અને સૂત્રો માટે મેમરી એઇડ્સ બનાવો
સામાન્ય ભૂલો ટાળો#
- બાયસિંગ મિક્સ અપ: વિવિધ બાયસિંગ પદ્ધતિઓ અને તેમના સ્ટેબિલિટી ફેક્ટર્સને ભ્રમિત ન કરો
- પેરામીટર કન્ફ્યુઝન: h-પેરામીટર્સની વ્યાખ્યાઓ સ્પષ્ટ અને અલગ રાખો
- સાઇન એરર્સ: કોમન એમિટર કોન્ફિગરેશનમાં ફેઝ ઇન્વર્ઝન્સ (180° શિફ્ટ) યાદ રાખો
- રેગ્યુલેશન ફોર્મ્યુલા: લોડ રેગ્યુલેશન અને લાઇન રેગ્યુલેશન સૂત્રો મિક્સ ન કરો
- ડાયાગ્રામ્સ ઓવરકોમ્પ્લિકેટિંગ: સર્કિટ આરેખો સરળ અને મુખ્ય ઘટકો પર કેન્દ્રિત રાખો
ક્વિક રેફરન્સ: કોમ્પોનન્ટ સિમ્બોલ#
ટ્રાન્ઝિસ્ટર (NPN) ટ્રાન્ઝિસ્ટર (PNP) ડાયોડ LED
C C A A
| | | |
| | +-|>|-+ +-|>|-+
B---| B---| K K \/
| |
E E
રેઝિસ્ટર કેપેસિટર ઇન્ડક્ટર ટ્રાન્સફોર્મર
--www-- --||-- --OOOO-- --OOOO--
--OOOO--
ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ એપ્લિકેશન્સ સારાંશ#
ઓડિયો સિસ્ટમ્સ:
- પ્રી-એમ્પ્લીફાયર્સ (વોલ્ટેજ ગેઇન)
- પાવર એમ્પ્લીફાયર્સ (કરંટ ગેઇન)
- ટોન કંટ્રોલ સર્કિટ્સ
પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ:
- વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર્સ (લિનિયર અને સ્વિચિંગ)
- બેટરી ચાર્જર્સ
- ઇન્વર્ટર્સ અને કન્વર્ટર્સ
સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ:
- વેવફોર્મ શેપિંગ (ક્લિપર્સ/ક્લેમ્પર્સ)
- ઓસિલેટર્સ
- ફિલ્ટર સર્કિટ્સ
ડિજિટલ ઇન્ટરફેસેસ:
- લેવલ શિફ્ટર્સ
- LED ડ્રાઇવર્સ
- ઓપ્ટો-આઇસોલેટર્સ
સેન્સર સર્કિટ્સ:
- લાઇટ સેન્સર્સ (LDR, ફોટોડાયોડનો ઉપયોગ)
- તાપમાન સેન્સર્સ
- પ્રોક્સિમિટી ડિટેક્ટર્સ