ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ (4321103) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

ટ્રાન્ઝિસ્ટર બાયસિંગ શું છે? તેની શું જરૂર છે?

જવાબ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર બાયસિંગ એ AC સિગ્નલના યોગ્ય એમ્પ્લિફિકેશન માટે સ્થિર DC ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ (Q-પોઈન્ટ) સ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.

કોષ્ટક: ટ્રાન્ઝિસ્ટર બાયસિંગની જરૂરિયાત

મનેમોનિક: “SOLE ઓપરેશન” (Stability, Operating point, Linearity, Efficiency)

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

CE એમ્પ્લિફાયર માટે લોડ લાઇન સમજાવો

જવાબ: લોડ લાઇન એ ટ્રાન્ઝિસ્ટર સર્કિટના બધા સંભવિત ઓપરેટિંગ પોઈન્ટનું ગ્રાફિકલ રેપ્રેઝન્ટેશન છે.

આકૃતિ:

graph LR
    A[DC Load Line] --- B[CE Amplifier]
    B --- C[AC Load Line]
    C --- D[Q-point]

    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style B fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style C fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style D fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px

• DC લોડ લાઇન: સેચુરેશન પોઈન્ટ (Ic=Vcc/Rc, Vce=0) અને કટઓફ પોઈન્ટ (Ic=0, Vce=Vcc) વચ્ચે દોરાય છે
• AC લોડ લાઇન: Q-પોઈન્ટમાંથી પસાર થાય છે, સ્લોપ = -1/rc (rc = AC કલેક્ટર રેસિસ્ટન્સ)
• Q-પોઈન્ટ: ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ જ્યાં DC બાયસિંગ કન્ડિશન્સ સ્થાપિત થાય છે

મનેમોનિક: “SCQ પોઈન્ટ્સ” (Saturation, Cutoff, Q-point)

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

ટ્રાન્ઝિસ્ટરની વિવિધ બાયસિંગ પધ્ધતિની યાદી બનાવો અને તેમાથી કોઈપણ એક સમજાવો.

જવાબ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટેની વિવિધ બાયસિંગ પધ્ધતિઓ:

કોષ્ટક: ટ્રાન્ઝિસ્ટર બાયસિંગ પધ્ધતિઓ

વોલ્ટેજ ડિવાઈડર બાયસ સમજૂતી:

આકૃતિ:

• ઓપરેશન: R1 અને R2 બેઝ વોલ્ટેજ સેટ કરવા માટે વોલ્ટેજ ડિવાઈડર બનાવે છે
• સ્થિરતા: સ્ટિફ વોલ્ટેજ ડિવાઈડરને કારણે ઉત્તમ થર્મલ સ્થિરતા
• કાર્યક્ષમતા: β વેરિએશનથી સ્વતંત્ર હોવાથી સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પધ્ધતિ
• ગણતરી: બેઝ વોલ્ટેજ = Vcc × R2/(R1+R2)

મનેમોનિક: “VISE ગ્રિપ” (Voltage divider, Independent of β, Stable, Efficient)

પ્રશ્ન 1(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

સર્કિટ ડાયગ્રામની મદદથી વોલ્ટેજ ડિવાઈડર બાયસિંગ પધ્ધતિ સમજાવો

જવાબ: વોલ્ટેજ ડિવાઈડર બાયસિંગ એ ટ્રાન્ઝિસ્ટરને બાયસ કરવાની સૌથી સ્થિર પદ્ધતિ છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: વોલ્ટેજ ડિવાઈડર બાયસિંગની વિશેષતાઓ

• કાર્યરત સિદ્ધાંત: R1 અને R2 બેઝ વોલ્ટેજ સેટ કરતા વોલ્ટેજ ડિવાઈડર બનાવે છે
• થર્મલ સ્થિરતા: Re નેગેટિવ ફીડબેક માટે ઉત્તમ થર્મલ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે
• ફાયદો: તાપમાન અને β માં ફેરફાર છતાં Q-પોઈન્ટ સ્થિર રહે છે

મનેમોનિક: “BEST બાયસ” (Base voltage, Emitter stability, Stiff divider, Temperature stable)

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

કાસ્કેડિંગ એમ્પ્લિફાયરની પદ્ધતિઓ લખો

જવાબ: કાસ્કેડિંગ એમ્પ્લિફાયરનો અર્થ એકંદર ગેઈન વધારવા માટે એકાધિક એમ્પ્લિફાયર સ્ટેજને શ્રેણીમાં જોડવાનો છે.

કોષ્ટક: કાસ્કેડિંગ એમ્પ્લિફાયરની પદ્ધતિઓ

મનેમોનિક: “RTDL કનેક્શન” (RC, Transformer, Direct, LC)

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

CE અને CB એમ્પ્લિફાયરની સરખામણી કરો

જવાબ:

કોષ્ટક: CE અને CB એમ્પ્લિફાયરની સરખામણી

મનેમોનિક: “PIVOT તફાવતો” (Phase shift, Impedance, Voltage gain, Output impedance, Throughput)

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

RC કપલ્ડ એમ્પ્લિફાયરની સર્કિટ દોરો. આવૃત્તિ પ્રતિભાવ આપો અને સમજાવો

જવાબ: RC કપલ્ડ એમ્પ્લિફાયર ઇન્ટરસ્ટેજ કપલિંગ માટે રેસિસ્ટર-કેપેસિટર નેટવર્કનો ઉપયોગ કરે છે.

આકૃતિ:

આવૃત્તિ પ્રતિભાવ:

graph LR
    A[Low Frequency] --- B[Mid Frequency]
    B --- C[High Frequency]

    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style B fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style C fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px

• નીચી આવૃત્તિ વિસ્તાર: કપલિંગ અને બાયપાસ કેપેસિટરને કારણે ગેઈન ઘટે છે
• મધ્ય આવૃત્તિ વિસ્તાર: મહત્તમ ગેઈન સાથે ફ્લેટ પ્રતિસાદ
• ઊંચી આવૃત્તિ વિસ્તાર: ટ્રાન્ઝિસ્ટરની આંતરિક કેપેસિટન્સને કારણે ગેઈન ઘટે છે
• બેન્ડવિડ્થ: નીચા અને ઊંચા કટઓફ આવૃત્તિઓ દ્વારા નક્કી થાય છે

મનેમોનિક: “LMH વિસ્તારો” (Low, Mid, High frequency regions)

પ્રશ્ન 2(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

એમ્પ્લિફાયરના ગેઇન, બેંડવિથ અને ગેઇન-બેંડવિથ ગુણાકારની વ્યાખ્યા લખો.

જવાબ:

કોષ્ટક: મુખ્ય એમ્પ્લિફાયર પેરામીટર્સ

મનેમોનિક: “GBP સ્થિરાંકો” (Gain, Bandwidth, Product constants)

પ્રશ્ન 2(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

સિંગલ સ્ટેજ એમ્પ્લિફાયરનો ફ્રિક્વન્સી રિસ્પોન્સ સમજાવો અને તેની કટઓફ ફ્રિક્વન્સીઓ દર્શાવો.

જવાબ: ફ્રિક્વન્સી રિસ્પોન્સ સિંગલ સ્ટેજ એમ્પ્લિફાયરમાં આવૃત્તિ સાથે ગેઇનના ફેરફાર દર્શાવે છે.

આકૃતિ:

graph TD
    A[Frequency Response] --> B[Low f Region]
    A --> C[Mid f Region]
    A --> D[High f Region]
    B --> E[f₁: Lower Cutoff]
    D --> F[f₂: Upper Cutoff]
    C --> G[Maximum Gain]

    style A fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style C fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px

• કટઓફ આવૃત્તિઓ: જ્યાં ગેઇન મહત્તમ ગેઇનના 0.707 ગણા સુધી ઘટે છે તે બિંદુઓ
• નીચી કટઓફ આવૃત્તિ (f₁): કપલિંગ અને બાયપાસ કેપેસિટર દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે
• ઊંચી કટઓફ આવૃત્તિ (f₂): ટ્રાન્ઝિસ્ટર જંક્શન કેપેસિટન્સ દ્વારા મર્યાદિત થાય છે
• બેન્ડવિડ્થ: f₁ અને f₂ વચ્ચેનો આવૃત્તિ રેન્જ (BW = f₂ - f₁)

મનેમોનિક: “LUG પોઈન્ટ્સ” (Lower cutoff, Upper cutoff, Gain maximum)

પ્રશ્ન 2(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

સામાન્ય કલેક્ટર એમ્પ્લિફાયરની સર્કિટ ડાયગ્રામ દોરો અને સમજાવો

જવાબ: સામાન્ય કલેક્ટર (CC) એમ્પ્લિફાયરને એમિટર ફોલોઅર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: સામાન્ય કલેક્ટર એમ્પ્લિફાયરની વિશેષતાઓ

• કાર્યરત સિદ્ધાંત: આઉટપુટ એમિટરથી લેવામાં આવે છે, કલેક્ટર ઇનપુટ અને આઉટપુટ માટે સામાન્ય છે
• મુખ્ય લક્ષણ: વોલ્ટેજ ફોલોઅર જેમાં આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઇનપુટ વોલ્ટેજને અનુસરે છે
• મુખ્ય ફાયદો: ઊંચી ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ અને નીચી આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સ

મનેમોનિક: “BIVOP લક્ષણો” (Buffer, Impedance matching, Voltage follower, One gain, Phase matched)

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

ટ્રાન્ઝિસ્ટર ટુ પોર્ટ નેટવર્ક દોરો અને તેના માટે h-પેરામીટરનું વર્ણન કરો.

જવાબ: ટ્રાન્ઝિસ્ટરને h-પેરામીટર્સ સાથે ટુ-પોર્ટ નેટવર્ક તરીકે રજૂ કરી શકાય છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: h-પેરામીટર્સ

મનેમોનિક: “IRFO પેરામીટર્સ” (Input impedance, Reverse transfer, Forward transfer, Output admittance)

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

CE એમ્પ્લિફાયર માટે વોલ્ટેજ ગેઇન Av, કરંટ ગેઇન Ai અને પાવર ગેઇન Ap સમજાવો

જવાબ:

કોષ્ટક: CE એમ્પ્લિફાયર માટે ગેઇન એક્સપ્રેશન્સ

• વોલ્ટેજ ગેઇન: CE એમ્પ્લિફાયર માટે સામાન્ય રીતે 500-1000
• કરંટ ગેઇન: ટ્રાન્ઝિસ્ટરના h_fe (β) જેટલું
• પાવર ગેઇન: વોલ્ટેજ ગેઇન અને કરંટ ગેઇનનો ગુણાકાર

મનેમોનિક: “VIP ગેઇન્સ” (Voltage, Input-output current, Power)

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

ડાર્લિંગટન પેર, તેની વિશેષતાઓ અને ઉપયોગો સમજાવો

જવાબ: ડાર્લિંગટન પેરમાં બે ટ્રાન્ઝિસ્ટર હોય છે જે એક ઉચ્ચ-ગેઇન ટ્રાન્ઝિસ્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: ડાર્લિંગટન પેરની વિશેષતાઓ

• ઉપયોગો: પાવર એમ્પ્લિફાયર, મોટર ડ્રાઈવર, ટચ સ્વિચ, સેન્સર
• ફાયદા: ખૂબ ઊંચો કરંટ ગેઇન, ઊંચી ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ
• મર્યાદાઓ: ઊંચો સેચુરેશન વોલ્ટેજ, ધીમું સ્વિચિંગ

મનેમોનિક: “CHIPS એપ્લિકેશન” (Current amplification, High impedance, Increased gain, Power handling, Slower switching)

પ્રશ્ન 3(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

LDR ના ઉપયોગની ચર્ચા કરો.

જવાબ: Light Dependent Resistor (LDR) એક ફોટોરેસિસ્ટર છે જેનો રેસિસ્ટન્સ પ્રકાશની તીવ્રતા વધવાની સાથે ઘટે છે.

કોષ્ટક: LDR ના ઉપયોગો

મનેમોનિક: “CASAL ઉપયોગો” (Camera, Alarm, Street light, Automatic control, Light measurement)

પ્રશ્ન 3(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

ક્લિપર અને ક્લેમ્પરની સરખામણી

જવાબ:

કોષ્ટક: ક્લિપર અને ક્લેમ્પર વચ્ચેની સરખામણી

આકૃતિ:

graph TD
    A[Input Signal] --> B[Clipper]
    A --> C[Clamper]
    B --> D[Amplitude Limited]
    C --> E[DC Level Shifted]

    style A fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style C fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style E fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px

મનેમોનિક: “CLIPS vs CLAMPS” (Cut Levels In Peak Signal vs Change Level And Maintain Peak Shape)

પ્રશ્ન 3(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

CE એમ્પ્લિફાયર માટે h-પેરામીટર સર્કિટનું વર્ણન કરો.

જવાબ: h-પેરામીટર્સ CE એમ્પ્લિફાયર પરફોર્મન્સ વિશ્લેષણની સરળ રીત પ્રદાન કરે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: CE કોન્ફિગરેશન માટે h-પેરામીટર્સ

• સર્કિટ એનાલિસિસ: વોલ્ટેજ ગેઇન, કરંટ ગેઇન, ઇનપુટ/આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સની ગણતરી માટે h-પેરામીટર્સનો ઉપયોગ
• ઇક્વિવેલન્ટ સર્કિટ: h-પેરામીટર્સને ટુ-પોર્ટ નેટવર્ક રેપ્રેઝન્ટેશનમાં સંયોજિત કરે છે
• ફાયદો: જટિલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર વર્તનને લિનિયર પેરામીટર્સમાં સરળ બનાવે છે

મનેમોનિક: “FIRO પેરામીટર્સ” (Forward gain, Input impedance, Reverse feedback, Output admittance)

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

ડાર્લિંગટન જોડી પર ટૂંકી નોંધ લખો.

જવાબ: ડાર્લિંગટન જોડી બે ટ્રાન્ઝિસ્ટરને સંયોજિત કરીને સુપર-હાઈ ગેઇન ટ્રાન્ઝિસ્ટર બનાવે છે.

આકૃતિ:

• કોન્ફિગરેશન: બે ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેમાં પ્રથમ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો એમિટર બીજા ટ્રાન્ઝિસ્ટરના બેઝને ડ્રાઇવ કરે છે
• કુલ ગેઇન: β₁ × β₂ (વ્યક્તિગત ટ્રાન્ઝિસ્ટર ગેઇનનો ગુણાકાર)
• ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ: અત્યંત ઊંચી (β₂ × R_e1)

મનેમોનિક: “HIS ગુણધર્મો” (High gain, Impedance boost, Sandwich configuration)

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

ઝેનર ડાયોડને વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર તરીકે સમજાવો.

જવાબ: ઝેનર ડાયોડ રિવર્સ બ્રેકડાઉનમાં ઓપરેટ થાય ત્યારે સ્થિર વોલ્ટેજ રેફરન્સ પ્રદાન કરે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: ઝેનર વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર

• કાર્યપદ્ધતિ: ઝેનર બ્રેકડાઉન રીજિયનમાં કાર્ય કરે છે, સ્થિર વોલ્ટેજ જાળવે છે
• મર્યાદા: પાવર ડિસિપેશન ક્ષમતા મહત્તમ કરંટને મર્યાદિત કરે છે

મનેમોનિક: “ZEBRA” (Zener Effect Breakdown Regulates Accurately)

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

ઓપ્ટોકપલર ને ફાયદા અને ગેરફાયદા સાથે સમજાવો.

જવાબ: ઓપ્ટોકપલર (ઓપ્ટોઆઇસોલેટર તરીકે પણ ઓળખાય છે) આઇસોલેટેડ સર્કિટ વચ્ચે સિગ્નલ ટ્રાન્સફર કરવા માટે પ્રકાશનો ઉપયોગ કરે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: ઓપ્ટોકપલરના ફાયદા અને ગેરફાયદા

• કાર્યપદ્ધતિ: ઇનપુટ સિગ્નલ LED ને ડ્રાઇવ કરે છે, જે પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે અને ફોટોડિટેક્ટર દ્વારા શોધાય છે
• ઉપયોગો: મેડિકલ ઇક્વિપમેન્ટ, ઇન્ડસ્ટ્રિયલ કંટ્રોલ, પાવર સપ્લાય, સિગ્નલ આઇસોલેશન
• પ્રકારો: ફોટોરેસિસ્ટર, ફોટોડાયોડ, ફોટોટ્રાન્ઝિસ્ટર, ફોટો-SCR આધારિત

મનેમોનિક: “LIGHT ટ્રાન્સફર” (Linked Isolated Galvanic-free High-voltage Transfer)

પ્રશ્ન 4(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

હાફ વેવ વોલ્ટેજ ડબલર દોરો.

જવાબ: હાફ-વેવ વોલ્ટેજ ડબલર ડાયોડ અને કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરીને ઇનપુટ પીક વોલ્ટેજના લગભગ બમણા DC આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરે છે.

આકૃતિ:

• કોમ્પોનન્ટ્સ: બે ડાયોડ અને બે કેપેસિટર
• આઉટપુટ: ઇનપુટ પીક વોલ્ટેજના લગભગ બમણા

મનેમોનિક: “DC2” (Doubles input using Capacitors and 2 Diodes)

પ્રશ્ન 4(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

OLED નું કાર્ય અને ઉપયોગો સમજાવો.

જવાબ: ઓર્ગેનિક લાઇટ એમિટિંગ ડાયોડ (OLED) ઓર્ગેનિક કોમ્પાઉન્ડનો ઉપયોગ કરે છે જે તેમાંથી કરંટ પસાર થાય ત્યારે પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે.

આકૃતિ:

graph TD
    A[OLED Structure] --> B[Cathode]
    A --> C[Organic Layer]
    A --> D[Anode]
    A --> E[Substrate]

    style A fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style B fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style C fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style E fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px

કોષ્ટક: OLED કાર્ય અને ઉપયોગો

મનેમોનિક: “VIEWS ટેકનોલોજી” (Vibrant colors, Incredible contrast, Excellent angle, Wide application, Self-emitting)

પ્રશ્ન 4(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

સોલર બેટરી ચાર્જર સર્કિટનું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ: સોલર બેટરી ચાર્જર સૌર ઊર્જાને બેટરી ચાર્જ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: કોમ્પોનન્ટ્સ અને તેમના કાર્યો

• કાર્ય સિદ્ધાંત: ફોટોવોલ્ટેઇક ઇફેક્ટ સૂર્યપ્રકાશને ઇલેક્ટ્રિસિટીમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• રેગ્યુલેશન: વોલ્ટેજ/કરંટ રેગ્યુલેશન દ્વારા ઓવરચાર્જિંગ અટકાવે છે
• સુરક્ષા: રાત્રે બેટરી ડિસ્ચાર્જ થતી અટકાવવા માટે રિવર્સ કરંટ પ્રોટેક્શન સામેલ છે
• પ્રકારો: PWM (પલ્સ વિડ્થ મોડ્યુલેશન) અને MPPT (મેક્સિમમ પાવર પોઇન્ટ ટ્રેકિંગ)

મનેમોનિક: “SCORE સિસ્ટમ” (Solar Conversion, Overcharge protection, Regulation, Energy storage)

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

રેગ્યુલેટેડ પાવર સપ્લાયનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ: રેગ્યુલેટેડ પાવર સપ્લાય ઇનપુટ અથવા લોડમાં ફેરફાર છતાં સ્થિર DC આઉટપુટ વોલ્ટેજ પ્રદાન કરે છે.

આકૃતિ:

graph LR
    A[Transformer] --> B[Rectifier]
    B --> C[Filter]
    C --> D[Voltage Regulator]
    D --> E[Output]

    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style B fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style C fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style E fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px

• કોમ્પોનન્ટ્સ: ટ્રાન્સફોર્મર, રેક્ટિફાયર, ફિલ્ટર, વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર
• કાર્ય: લોડ ચેન્જ છતાં AC ને સ્થિર DC માં રૂપાંતરિત કરે છે

મનેમોનિક: “TRFO બ્લોક્સ” (Transformer, Rectifier, Filter, Output regulator)

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

ટ્રાન્ઝિસ્ટર શંટ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટરનું વર્ણન કરો.

જવાબ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર શંટ રેગ્યુલેટર લોડની સમાંતર ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાંથી વધારાના કરંટને ડાઇવર્ટ કરીને સ્થિર આઉટપુટ વોલ્ટેજ જાળવે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: ટ્રાન્ઝિસ્ટર શંટ રેગ્યુલેટર

• કાર્યપદ્ધતિ: જ્યારે આઉટપુટ વધવાનો પ્રયાસ કરે ત્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર વધુ કન્ડક્ટ કરે છે
• ફાયદો: સારા રેગ્યુલેશન સાથે સરળ સર્કિટ

મનેમોનિક: “ZEST સર્કિટ” (Zener reference, Excess current, Shunt transistor, Tension-free output)

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

SMPS બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને તેના ફાયદા ગેરફાયદા સાથે સમજાવો.

જવાબ: સ્વિચ્ડ મોડ પાવર સપ્લાય (SMPS) ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા માટે સ્વિચિંગ રેગ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરે છે.

આકૃતિ:

graph LR
    A[AC Input] --> B[EMI Filter]
    B --> C[Rectifier & Filter]
    C --> D[Switching Circuit]
    D --> E[Transformer]
    E --> F[Output Rectifier]
    F --> G[Output Filter]
    G --> H[DC Output]
    I[Feedback & Control] --> D
    H --> I

    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style D fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style E fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px
    style H fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style I fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px

કોષ્ટક: SMPS ના ફાયદા અને ગેરફાયદા

• કાર્ય સિદ્ધાંત: ઉચ્ચ આવૃત્તિ પર પાવરને ઝડપથી ચાલુ/બંધ કરે છે
• કદ ઘટાડો: ઊંચી સ્વિચિંગ આવૃત્તિ નાના ટ્રાન્સફોર્મરની મંજૂરી આપે છે
• ઉપયોગો: કોમ્પ્યુટર, ટીવી, મોબાઇલ ચાર્જર, LED ડ્રાઇવર

મનેમોનિક: “SWEEP ફાયદા” (Small size, Widerange input, Efficient, Economical, Precise regulation)

પ્રશ્ન 5(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

ત્રણ ટર્મિનલ IC 7812 નો ઉપયોગ કરીને વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર દોરો.

જવાબ: ત્રણ ટર્મિનલ IC 7812 ફિક્સ્ડ +12V રેગ્યુલેટેડ આઉટપુટ વોલ્ટેજ પ્રદાન કરે છે.

આકૃતિ:

• કોમ્પોનન્ટ્સ: 7812 રેગ્યુલેટર IC અને ફિલ્ટર કેપેસિટર
• પિન કોન્ફિગરેશન: ઇનપુટ, ગ્રાઉન્ડ, આઉટપુટ
• વિશેષતાઓ: આંતરિક કરંટ લિમિટિંગ અને થર્મલ શટડાઉન

મનેમોનિક: “IGO પિન્સ” (Input, Ground, Output)

પ્રશ્ન 5(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

ટ્રાન્ઝિસ્ટર સીરીઝ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટરનું વર્ણન કરો

જવાબ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર સીરીઝ રેગ્યુલેટર સીરીઝ ટ્રાન્ઝિસ્ટરની કન્ડક્ટિવિટી બદલીને આઉટપુટ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરે છે.

આકૃતિ:

કોષ્ટક: સીરીઝ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટરની વિશેષતાઓ

• કાર્ય સિદ્ધાંત: સ્થિર આઉટપુટ જાળવવા માટે ટ્રાન્ઝિસ્ટર કન્ડક્ટિવિટી બદલાય છે
• ફાયદો: ઉચ્ચ કરંટ માટે શંટ રેગ્યુલેટર કરતાં વધુ કાર્યક્ષમ

મનેમોનિક: “CERT સર્કિટ” (Control transistor, Efficient design, Reference voltage, Transistor in series)

પ્રશ્ન 5(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

UPS બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને તેના ફાયદા ગેરફાયદા સાથે સમજાવો.

જવાબ: અનઇન્ટરપ્ટિબલ પાવર સપ્લાય (UPS) મુખ્ય પાવર સપ્લાય ફેઇલ થાય ત્યારે ઇમરજન્સી પાવર પ્રદાન કરે છે.

આકૃતિ:

graph TD
    A[AC Input] --> B[Surge Protector]
    B --> C[Rectifier/Charger]
    C --> D[Battery]
    C --> E[Inverter]
    D --> E
    E --> F[Output Filter]
    F --> G[AC Output]
    H[Control Circuit] --> C
    H --> E
    H --> D

    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style C fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px
    style D fill:#bfb,stroke:#333,stroke-width:1px
    style E fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:1px
    style H fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px

કોષ્ટક: UPS ના ફાયદા અને ગેરફાયદા

• પ્રકારો: ઓફલાઇન/સ્ટેન્ડબાય, લાઇન-ઇન્ટરેક્ટિવ, ઓનલાઇન/ડબલ-કન્વર્ઝન
• ઉપયોગો: કોમ્પ્યુટર, મેડિકલ ઇક્વિપમેન્ટ, ડેટા સેન્ટર, ટેલિકોમ્યુનિકેશન્સ
• કાર્યપદ્ધતિ: સામાન્ય રીતે બેટરી ચાર્જ કરતી વખતે મુખ્ય પાવર પસાર કરે છે; પાવર જતા રહે ત્યારે બેટરી પાવર પર સ્વિચ કરે છે

મનેમોનિક: “POWER બેકઅપ” (Protection from Outages, Waveform conditioning, Emission-free, Reliability boost)