ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ (4321103) - ઉનાળુ 2023 સોલ્યુશન
ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ (4321103) ઉનાળુ 2023 પરીક્ષા માટે સોલ્યુશન ગાઈડ
પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]
થર્મલ રનઅવે વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ: થર્મલ રનઅવે એ BJT ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં થતી વિનાશક પ્રક્રિયા છે જેમાં તાપમાનમાં વધારો સ્વ-પુનરાવર્તિત ચક્ર બનાવે છે જે ઉપકરણને નુકસાન પહોંચાડે છે.
- ગરમી ઉત્પાદન: સામાન્ય કાર્ય દરમિયાન તાપમાન વધે છે
- લીકેજ કરંટ: તાપમાન વધવાથી કલેક્ટર કરંટ Ic વધે છે
- પાવર વ્યય: વધુ પાવર = તાપમાન વધુ વધે છે
- વિનાશક ચક્ર: ટ્રાન્ઝિસ્ટર નાશ પામે ત્યાં સુધી સતત ચક્ર ચાલે છે
મેમરી ટ્રીક: "વધુ તાપમાન, વધુ કરંટ"
પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]
સરળ બ્લોક ડાયાગ્રામ સાથે એમ્પ્લીફાયર વ્યાખ્યાયિત કરો એમ્પ્લીફાયર પરિમાણો લખો.
જવાબ: એમ્પ્લીફાયર એક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે જે ઇનપુટ સિગ્નલનો પાવર, વોલ્ટેજ અથવા કરંટ વધારે છે.
| એમ્પ્લીફાયર પરિમાણ | વર્ણન |
|---|---|
| વોલ્ટેજ ગેઇન (Av) | આઉટપુટ વોલ્ટેજનો ઇનપુટ વોલ્ટેજ સાથેનો ગુણોત્તર |
| કરંટ ગેઇન (Ai) | આઉટપુટ કરંટનો ઇનપુટ કરંટ સાથેનો ગુણોત્તર |
| પાવર ગેઇન (Ap) | વોલ્ટેજ ગેઇન અને કરંટ ગેઇનનો ગુણાકાર |
| બેન્ડવિડ્થ | એમ્પ્લીફાયર હેન્ડલ કરી શકે તેવી ફ્રીક્વન્સીની રેન્જ |
| ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ | ઇનપુટ સ્ત્રોત દ્વારા જોવામાં આવતો અવરોધ |
| આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સ | એમ્પ્લીફાયરનો આંતરિક અવરોધ |
મેમરી ટ્રીક: "VIPS-BIO" (Voltage, Input impedance, Power, Supply, Bandwidth, Impedance Output)
પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]
ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં બાયસિંગ વ્યાખ્યાયિત કરો? બાયસિંગ પદ્ધતિઓના પ્રકારો લખો. વોલ્ટેજ વિભાજક બાયસિંગ પદ્ધતિને વિગતોમાં સમજાવો.
જવાબ: બાયસિંગ એ ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે DC વોલ્ટેજ આપીને સ્થિર ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ (Q-પોઈન્ટ) સ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.
| બાયસિંગ પદ્ધતિ | મુખ્ય લક્ષણો |
|---|---|
| ફિક્સ્ડ બાયસ | સરળ, ઓછી સ્થિરતા |
| કલેક્ટર ફીડબેક | સ્વ-સમાયોજિત, વધુ સારી સ્થિરતા |
| વોલ્ટેજ વિભાજક | શ્રેષ્ઠ સ્થિરતા, વ્યાપકપણે વપરાતી |
| એમિટર બાયસ | સારી સ્થિરતા, નેગેટિવ ફીડબેક |
વોલ્ટેજ વિભાજક બાયસિંગ:
- R1 & R2: બેઝને સ્થિર વોલ્ટેજ આપવા માટે વોલ્ટેજ વિભાજક બનાવે છે
- RE: નેગેટિવ ફીડબેક દ્વારા સ્થિરીકરણ પ્રદાન કરે છે
- RC: કલેક્ટર કરંટ અને વોલ્ટેજ ગેઇન નક્કી કરે છે
- સ્થિરતા: તાપમાન ફેરફારો સામે શ્રેષ્ઠ સ્થિરતા
મેમરી ટ્રીક: "વિભાજીત વોલ્ટેજથી ટ્રાન્ઝિસ્ટર સારું વહન કરે"
પ્રશ્ન 1(ક) અથવા [7 ગુણ]
હીટ સિંક સમજાવો.
જવાબ: હીટ સિંક એ પેસિવ હીટ એક્સચેન્જર છે જે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાંથી ગરમીને આસપાસની હવામાં ટ્રાન્સફર કરે છે.
| ભાગ | કાર્ય |
|---|---|
| બેઝ | ડિવાઇસમાંથી ગરમી વહન કરે છે |
| ફિન્સ | ગરમી ફેલાવા માટે સરફેસ એરિયા વધારે છે |
| થર્મલ ઇન્ટરફેસ મટિરિયલ | ડિવાઇસ અને સિંક વચ્ચેનો સંપર્ક સુધારે છે |
| પ્રકારો | એક્સટ્રૂડેડ, બોન્ડેડ, ફોલ્ડેડ, ડાઇ-કાસ્ટ |
- થર્મલ રેઝિસ્ટન્સ: ઓછું તે ગરમી ફેલાવા માટે વધુ સારું
- મટિરિયલ: સામાન્ય રીતે એલ્યુમિનિયમ અથવા કોપર સારી કન્ડક્ટિવિટી માટે
- સરફેસ એરિયા: વધુ ફિન્સ એટલે વધુ સારું કૂલિંગ
- એરફ્લો: કુશળ ગરમી દૂર કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ
મેમરી ટ્રીક: "હીટ સિંક ટ્રાન્ઝિસ્ટરને ઠંડુ રાખે"
પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]
D.C અને A.C. લોડ લાઇનોનું વર્ણન કરો.
જવાબ: લોડ લાઇન્સ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનાં સંભવિત ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ્સને તેના કેરેક્ટરિસ્ટિક કર્વ પર ગ્રાફિકલી દર્શાવે છે.
goat
-
DC લોડ લાઇન: DC સ્થિતિઓ હેઠળ બધા શક્ય ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ્સ બતાવે છે
- સમીકરણ: Ic = (VCC - VCE)/RC
- એન્ડપોઈન્ટ્સ: (0, VCC/RC) અને (VCC, 0)
-
AC લોડ લાઇન: AC સિગ્નલ હેન્ડલિંગ દરમિયાન ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ્સ બતાવે છે
- વધુ તીક્ષ્ણ ઢાળ: AC રેઝિસ્ટન્સ DC કરતાં ઓછો હોવાના કારણે
- Q-પોઈન્ટ પર કેન્દ્રિત: બાયસિંગ દ્વારા સ્થાપિત ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ
મેમરી ટ્રીક: "DC પૂર્ણ આલેખે, AC માર્ગ બદલે"
પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]
એમ્પ્લીફાયરની બેન્ડવિડ્થ અને ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદનને સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.
જવાબ: બેન્ડવિડ્થ અને ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદન એમ્પ્લીફાયર ફ્રીક્વન્સી પરફોર્મન્સ માટેની મુખ્ય વિશેષતાઓ છે.
| પેરામીટર | વર્ણન |
|---|---|
| બેન્ડવિડ્થ | ફ્રીક્વન્સી રેન્જ જ્યાં ગેઇન 3dB કરતાં ઓછો ઘટે છે |
| લોઅર કટઓફ (f₁) | ફ્રીક્વન્સી જ્યાં નીચલા છેડે ગેઇન 3dB ઘટે છે |
| અપર કટઓફ (f₂) | ફ્રીક્વન્સી જ્યાં ઉપલા છેડે ગેઇન 3dB ઘટે છે |
| ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદન | ગેઇન અને બેન્ડવિડ્થનો ગુણાકાર, સ્થિર રહે છે |
- બેન્ડવિડ્થ ફોર્મ્યુલા: BW = f₂ - f₁
- ગેઇન-બેન્ડવિડ્થ: ગેઇન બદલાય ત્યારે પણ સ્થિર રહે છે
- ટ્રેડ-ઓફ: વધુ ગેઇન એટલે ઓછી બેન્ડવિડ્થ
મેમરી ટ્રીક: "સારી બેન્ડવિડ્થ શ્રેષ્ઠ ટ્રાન્સમિશન આપે"
પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]
બે તબક્કાના RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયરનો આવર્તન પ્રતિભાવ સમજાવો.
જવાબ: બે-તબક્કાના RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયરનો આવર્તન પ્રતિભાવ બતાવે છે કે ગેઇન આવર્તન સાથે કેવી રીતે બદલાય છે.
goat
-
નીચલા આવર્તન પ્રતિભાવ: કપલિંગ કેપેસિટર્સ દ્વારા મર્યાદિત
- રોલ-ઓફ રેટ: દરેક તબક્કા માટે -20 dB/decade
-
મધ્ય આવર્તન પ્રતિભાવ: મહત્તમ અને સપાટ ગેઇન પ્રદેશ
- કુલ ગેઇન: વ્યક્તિગત તબક્કાના ગેઇનનો ગુણાકાર
-
ઉચ્ચ આવર્તન પ્રતિભાવ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર કેપેસિટન્સ દ્વારા મર્યાદિત
- રોલ-ઓફ રેટ: દરેક તબક્કા માટે -20 dB/decade
મેમરી ટ્રીક: "નીચે કપલિંગ નબળું, ઉપર કેપેસિટન્સ રોકે"
પ્રશ્ન 2(અ) અથવા [3 ગુણ]
ટ્રાન્ઝિસ્ટર બાયસિંગ માટે નિશ્ચિત બાયસ સર્કિટ સમજાવો.
જવાબ: ફિક્સ્ડ બાયસ એ ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટેની સૌથી સરળ બાયસિંગ પદ્ધતિ છે, જેમાં બેઝ સાથે જોડાયેલ એક રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ થાય છે.
goat
- સર્કિટ તત્વો: બેઝ રેઝિસ્ટર (RB) અને કલેક્ટર રેઝિસ્ટર (RC)
- બેઝ કરંટ: IB = (VCC - VBE)/RB
- કલેક્ટર કરંટ: IC = β × IB
- નુકસાન: ઓછી સ્થિરતા, તાપમાન ફેરફારોથી અસર પામે છે
મેમરી ટ્રીક: "ફિક્સ બાયસ, ફેસ બર્ડન" (અસ્થિરતાનો)
પ્રશ્ન 2(બ) અથવા [4 ગુણ]
સિંગલ સ્ટેજ એમ્પ્લીફાયરનો આવર્તન પ્રતિભાવ સમજાવો.
જવાબ: સિંગલ-સ્ટેજ એમ્પ્લીફાયરનો આવર્તન પ્રતિભાવ બતાવે છે કે ગેઇન વિભિન્ન આવર્તનો પર કેવી રીતે બદલાય છે.
goat
| આવર્તન રેન્જ | લક્ષણો |
|---|---|
| નીચલા આવર્તન પ્રદેશ | કપલિંગ કેપેસિટર્સને કારણે ગેઇન ઘટે છે |
| મધ્ય આવર્તન પ્રદેશ | મહત્તમ અને સ્થિર ગેઇન |
| ઉચ્ચ આવર્તન પ્રદેશ | ટ્રાન્ઝિસ્ટર કેપેસિટન્સને કારણે ગેઇન ઘટે છે |
- નીચલી કટ-ઓફ આવર્તન: કપલિંગ કેપેસિટર્સ દ્વારા નિર્ધારિત
- ઉપલી કટ-ઓફ આવર્તન: આંતરિક ટ્રાન્ઝિસ્ટર કેપેસિટન્સથી મર્યાદિત
- બેન્ડવિડ્થ: નીચલી અને ઉપલી કટ-ઓફ આવર્તનો વચ્ચેની રેન્જ
મેમરી ટ્રીક: "નીચું મધ્ય ઉંચું - કેપેસિટર અહીં મહત્વપૂર્ણ છે"
પ્રશ્ન 2(ક) અથવા [7 ગુણ]
ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર અને RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયરની સરખામણી કરો
જવાબ:
| પેરામીટર | RC કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર | ટ્રાન્સફોર્મર કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર |
|---|---|---|
| કપલિંગ તત્વ | રેઝિસ્ટર અને કેપેસિટર | ટ્રાન્સફોર્મર |
| આવર્તન પ્રતિભાવ | વિશાળ બેન્ડવિડ્થ | મર્યાદિત બેન્ડવિડ્થ |
| કાર્યક્ષમતા | ઓછી (20-25%) | ઉચ્ચ (50-60%) |
| કદ & વજન | નાનું અને હલકું વજન | મોટું અને ભારે |
| કિંમત | સસ્તી | મોંઘી |
| ઇમ્પીડન્સ મેચિંગ | નબળું મેચિંગ | ઉત્કૃષ્ટ મેચિંગ |
| વિકૃતિ | ઓછી વિકૃતિ | કોર સેચુરેશનને કારણે વધુ |
| DC આઇસોલેશન | સારું આઇસોલેશન | ઉત્કૃષ્ટ આઇસોલેશન |
| એપ્લિકેશન્સ | સામાન્ય હેતુ | ઓડિયો પાવર એમ્પ્લીફાયર |
મેમરી ટ્રીક: "RC વિશાળતા લે, ટ્રાન્સફોર્મર પાવર લે"
પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]
ડાયરેક્ટ કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયરને સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.
જવાબ: ડાયરેક્ટ-કપલ્ડ એમ્પ્લીફાયર તબક્કાઓને કપલિંગ કેપેસિટર્સ અથવા ટ્રાન્સફોર્મર વિના જોડે છે, જે DC સિગ્નલ એમ્પ્લિફિકેશનની મંજૂરી આપે છે.
- DC સિગ્નલ હેન્ડલિંગ: ખૂબ નીચા આવર્તન અને DC એમ્પ્લિફાય કરી શકે છે
- કોઈ કપલિંગ તત્વો નહીં: પ્રથમ તબક્કાનું આઉટપુટ સીધું આગલા તબક્કાના ઇનપુટને જોડે છે
- આવર્તન પ્રતિભાવ: ઉત્કૃષ્ટ નીચલા આવર્તનનો પ્રતિભાવ
- નુકસાન: થર્મલ ડ્રિફ્ટ, બાયસ સ્થિરતાના મુદ્દાઓ
મેમરી ટ્રીક: "સીધું જોડાયેલ, સંપૂર્ણ શૂન્ય આવર્તન સુધી"
પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]
એમ્પ્લીફાયરના ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ પર એમિટર બાયપાસ કેપેસિટર અને કપલિંગ કેપેસિટરની અસરો સમજાવો.
જવાબ:
| કેપેસિટર | કાર્ય | આવર્તન પ્રતિભાવ પર અસર |
|---|---|---|
| એમિટર બાયપાસ કેપેસિટર | RE આસપાસ AC બાયપાસ કરે છે | મધ્ય અને ઉચ્ચ આવર્તનો પર ગેઇન વધારે છે |
| કપલિંગ કેપેસિટર | DC અવરોધે, AC પસાર કરે | નીચલી કટ-ઓફ આવર્તન નક્કી કરે છે |
-
એમિટર બાયપાસ કેપેસિટર:
- વિના: નેગેટિવ ફીડબેકને કારણે ઓછો ગેઇન
- સાથે: AC સિગ્નલ માટે RE બાયપાસ થવાથી ઉચ્ચ ગેઇન
-
કપલિંગ કેપેસિટર:
- ખૂબ નાનું: નબળો નીચલા-આવર્તન પ્રતિભાવ
- મોટું મૂલ્ય: વધુ સારો નીચલા-આવર્તન પ્રતિભાવ
મેમરી ટ્રીક: "કપલિંગ નીચા નિયંત્રણ કરે, બાયપાસ બધાને વધારે"
પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]
ટ્રાન્ઝિસ્ટર ટુ પોર્ટ નેટવર્ક દોરો અને તેના માટે h-પેરામીટર્સનું વર્ણન કરો. હાઇબ્રિડ પરિમાણોના ફાયદા લખો.
જવાબ: બે-પોર્ટ નેટવર્ક એ h-પેરામીટર્સ (હાઇબ્રિડ પેરામીટર્સ)નો ઉપયોગ કરીને ટ્રાન્ઝિસ્ટર વર્તનનું વિશ્લેષણ કરવા માટેનું મોડેલ છે.
goat
| H-પેરામીટર | વ્યાખ્યા | ભૌતિક અર્થ |
|---|---|---|
| h₁₁ (hᵢₑ) | આઉટપુટ શોર્ટ-સર્કિટેડ સાથે ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ | બેઝ-એમિટર રેઝિસ્ટન્સ |
| h₁₂ (hᵣₑ) | ઇનપુટ ઓપન-સર્કિટેડ સાથે રિવર્સ વોલ્ટેજ ગેઇન | આઉટપુટથી ઇનપુટ તરફ ફીડબેક |
| h₂₁ (hfₑ) | આઉટપુટ શોર્ટ-સર્કિટેડ સાથે ફોરવર્ડ કરંટ ગેઇન | કરંટ ગેઇન (β) |
| h₂₂ (hoₑ) | ઇનપુટ ઓપન-સર્કિટેડ સાથે આઉટપુટ એડમિટન્સ | આઉટપુટ કન્ડકટન્સ |
H-પેરામીટર્સના ફાયદા:
- સરળતાથી માપી શકાય: સરળ સર્કિટ્સ સાથે સીધા માપન
- મિશ્રિત એકમો: વોલ્ટેજ અને કરંટના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરે છે
- મોડેલ ચોકસાઈ: ટ્રાન્ઝિસ્ટર વર્તનની નજીકની એપ્રોક્સિમેશન
- ગાણિતિક સરળતા: વિશ્લેષણ માટે લીનિયર સમીકરણો
મેમરી ટ્રીક: "ઇનપુટ, રિવર્સ, ફોરવર્ડ, આઉટપુટ - IRFO પેરામીટર્સ"
પ્રશ્ન 3(અ) અથવા [3 ગુણ]
એમ્પ્લીફાયરનો ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ દોરો અને પ્રતિસાદ પર એમ્પ્લીફાયરની અપર કટ-ઓફ ફ્રીક્વન્સી, લોઅર કટ-ઓફ ફ્રીક્વન્સી, બેન્ડવિડ્થ અને મિડ ફ્રીક્વન્સી ગેઇન સૂચવો.
જવાબ: ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ ગ્રાફ એમ્પ્લીફાયર માટે આવર્તન સાથે ગેઇન કેવી રીતે બદલાય છે તે બતાવે છે.
goat
- મિડ-ફ્રીક્વન્સી ગેઇન (Av): સપાટ ક્ષેત્રમાં મહત્તમ ગેઇન
- લોઅર કટ-ઓફ ફ્રીક્વન્સી (f₁): આવર્તન જ્યાં ગેઇન 0.707×Av (-3dB) સુધી ઘટે છે
- અપર કટ-ઓફ ફ્રીક્વન્સી (f₂): આવર્તન જ્યાં ગેઇન 0.707×Av (-3dB) સુધી ઘટે છે
- બેન્ડવિડ્થ: અપર અને લોઅર કટ-ઓફ આવર્તનો વચ્ચેનો તફાવત (f₂ - f₁)
મેમરી ટ્રીક: "લોઅર બેન્ડવિડ્થ અપર એમ્પ્લીફાયર પ્રતિસાદ બનાવે"
પ્રશ્ન 3(બ) અથવા [4 ગુણ]
ટ્યુન કરેલ એમ્પ્લીફાયર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું વર્ણન કરો.
જવાબ: ટ્યુન્ડ એમ્પ્લીફાયર ચોક્કસ આવર્તનો પર સિગ્નલને પસંદગીપૂર્વક એમ્પ્લિફાય કરવા માટે LC રેઝોનન્ટ સર્કિટનો ઉપયોગ કરે છે.
| ઘટક | કાર્ય |
|---|---|
| LC ટેન્ક સર્કિટ | ચોક્કસ આવર્તન પર રેઝોનેટ કરે છે |
| ટ્રાન્ઝિસ્ટર | એમ્પ્લિફિકેશન પ્રદાન કરે છે |
| રેઝોનન્સ આવર્તન | f = 1/(2π√LC) |
| ક્વોલિટી ફેક્ટર (Q) | બેન્ડવિડ્થ નક્કી કરે છે |
- ઉચ્ચ પસંદગી: રેઝોનન્ટ આવર્તન પર સિગ્નલ એમ્પ્લિફાય કરે છે
- એપ્લિકેશન્સ: RF રિસીવર્સ, ટ્રાન્સમિટર્સ, કમ્યુનિકેશન્સ
- પ્રકારો: સિંગલ-ટ્યુન્ડ, ડબલ-ટ્યુન્ડ, સ્ટેગર-ટ્યુન્ડ
- બેન્ડવિડ્થ: Q ફેક્ટરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં
મેમરી ટ્રીક: "ટ્યુનિંગ LC સિગ્નલ્સ ચોકસાઈથી પસંદ કરે"
પ્રશ્ન 3(ક) અથવા [7 ગુણ]
બે પોર્ટ નેટવર્કમાં h પરિમાણોનું મહત્વ વર્ણવો. CE એમ્પ્લીફાયર માટે h-પેરામીટર્સ સર્કિટ દોરો.
જવાબ: H-પેરામીટર્સ ટ્રાન્ઝિસ્ટર સર્કિટ્સને બે-પોર્ટ નેટવર્ક તરીકે વિશ્લેષણ કરવા માટે સંપૂર્ણ ગાણિતિક મોડેલ પ્રદાન કરે છે.
h-પેરામીટર્સનું મહત્વ:
| પાસું | મહત્વ |
|---|---|
| સર્કિટ વિશ્લેષણ | જટિલ સર્કિટ્સ માટે સરળીકૃત સમીકરણો |
| ડિઝાઇન ગણતરીઓ | ગેઇન, ઇનપુટ/આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સની આગાહી |
| મેન્યુફેક્ચરર સ્પેક્સ | ટ્રાન્ઝિસ્ટર લક્ષણો નિર્દિષ્ટ કરવાની માનક રીત |
| સ્થિરતા વિશ્લેષણ | સ્થિરતા શરતો નક્કી કરો |
| આવર્તન પર આધાર | આવર્તનો પર વર્તણૂકનું મોડેલ |
CE એમ્પ્લીફાયર h-પેરામીટર સમતુલ્ય સર્કિટ:
goat
- hie: ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ (બેઝ-એમિટર રેઝિસ્ટન્સ)
- hre: રિવર્સ વોલ્ટેજ ફીડબેક રેશિયો
- hfe: ફોરવર્ડ કરંટ ગેઇન (β)
- hoe: આઉટપુટ એડમિટન્સ
મેમરી ટ્રીક: "ઇનપુટ રેઝિસ્ટન્સ, ફીડબેક રેશિયો, ફોરવર્ડ ગેઇન, આઉટપુટ કન્ડક્ટન્સ"
પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]
જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે ડાયોડ ક્લિપર સર્કિટનું વર્ણન કરો.
જવાબ: ક્લિપર સર્કિટ ઇનપુટ સિગ્નલના તે ભાગને મર્યાદિત કરે છે અથવા કાપી નાખે છે જે ચોક્કસ વોલ્ટેજ લેવલથી વધી જાય છે.
goat
- ઓપરેશન: ડાયોડ વોલ્ટેજ થ્રેશોલ્ડથી વધી જાય ત્યારે કન્ડક્ટ કરે છે
- પ્રકારો:
- પોઝિટિવ ક્લિપર: પોઝિટિવ હાફ-સાયકલ્સ ક્લિપ કરે છે
- નેગેટિવ ક્લિપર: નેગેટિવ હાફ-સાયકલ્સ ક્લિપ કરે છે
- બાયસ્ડ ક્લિપર: શૂન્ય સિવાયના વોલ્ટેજ લેવલ પર ક્લિપ કરે છે
મેમરી ટ્રીક: "નિશ્ચિત પોઈન્ટ પર ભાગોને કાપી નાખે"
પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]
LDR પર ટૂંકી નોંધ સમજાવો.
જવાબ: LDR (લાઇટ ડિપેન્ડન્ટ રેઝિસ્ટર) એ ફોટોરેઝિસ્ટર છે જેનો રેઝિસ્ટન્સ પ્રકાશની તીવ્રતા વધવાથી ઘટે છે.
| ગુણધર્મ | વર્ણન |
|---|---|
| રચના | કેડમિયમ સલ્ફાઇડ (CdS) અથવા કેડમિયમ સેલેનાઇડ (CdSe) |
| રેઝિસ્ટન્સ રેન્જ | 1MΩ (અંધકાર) થી થોડા KΩ (તેજ પ્રકાશ) |
| પ્રતિસાદ સમય | સામાન્ય રીતે 10-100ms |
| સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિસાદ | દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમમાં શ્રેષ્ઠ સંવેદનશીલતા |
- પ્રકાશનું શોષણ: મુક્ત વાહકો ઉત્પન્ન કરે છે
- રેઝિસ્ટન્સ: પ્રકાશની તીવ્રતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં
- એપ્લિકેશન્સ: લાઇટ સેન્સર, ઓટોમેટિક લાઇટિંગ, કેમેરા એક્સપોઝર કંટ્રોલ
- સિમ્બોલ: અંદર પોઇન્ટિંગ એરો સાથે વેરિએબલ રેઝિસ્ટર
મેમરી ટ્રીક: "પ્રકાશ રેઝિસ્ટન્સ ઘટાડે"
પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]
ડાર્લિંગ્ટન જોડી અને તેની એપ્લિકેશનો સમજાવો.
જવાબ: ડાર્લિંગ્ટન જોડીમાં બે ટ્રાન્ઝિસ્ટર એવી રીતે જોડાયેલા હોય છે કે પ્રથમ દ્વારા એમ્પ્લિફાઇડ કરેલો કરંટ બીજા દ્વારા વધુ એમ્પ્લિફાય થાય છે.
goat
| લક્ષણ | વર્ણન |
|---|---|
| કરંટ ગેઇન | β_total = β₁ × β₂ (ખૂબ ઊંચો) |
| ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ | ખૂબ ઊંચું (β₂ × R_e1) |
| આઉટપુટ ઇમ્પીડન્સ | નીચું |
| સ્વિચિંગ સ્પીડ | સિંગલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર કરતાં ધીમી |
એપ્લિકેશન્સ:
- પાવર એમ્પ્લીફાયર: ઉચ્ચ કરંટ ગેઇન એપ્લિકેશન્સ
- ઓડિયો એમ્પ્લીફાયર: ઉચ્ચ ઇનપુટ ઇમ્પીડન્સ સ્ટેજ
- બફર સર્કિટ્સ: લોડિંગ ઇફેક્ટ્સ ઘટાડવા
- મોટર કંટ્રોલ: ઉચ્ચ-કરંટ લોડ ચલાવવા
- ટચ સેન્સિટિવ સ્વિચ: ઉચ્ચ ગેઇનને કારણે ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા
મેમરી ટ્રીક: "બમણા ટ્રાન્ઝિસ્ટર ખૂબ વધારે એમ્પ્લિફાય કરે"
પ્રશ્ન 4(અ) અથવા [3 ગુણ]
જરૂરી ડાયાગ્રામ સાથે ડાયોડ ક્લેમ્પર સર્કિટનું વર્ણન કરો.
જવાબ: ક્લેમ્પર સર્કિટ સમગ્ર વેવફોર્મને તેના આકારને બદલ્યા વિના DC ઘટક ઉમેરીને ઉપર અથવા નીચે શિફ્ટ કરે છે.
goat
- ઓપરેશન: કેપેસિટર એક હાફ-સાયકલ દરમિયાન ચાર્જ થાય છે, DC લેવલ જાળવે છે
- પ્રકારો:
- પોઝિટિવ ક્લેમ્પર: વેવફોર્મને ઉપર શિફ્ટ કરે છે
- નેગેટિવ ક્લેમ્પર: વેવફોર્મને નીચે શિફ્ટ કરે છે
- બાયસ્ડ ક્લેમ્પર: ચોક્કસ DC લેવલ પર શિફ્ટ કરે છે
મેમરી ટ્રીક: "પીક્સને સતત નીચે જકડે"
પ્રશ્ન 4(બ) અથવા [4 ગુણ]
OLED નું કાર્ય અને એપ્લિકેશન સમજાવો.
જવાબ: OLED (ઓર્ગેનિક લાઇટ એમિટિંગ ડાયોડ) એ ડિસ્પ્લે ટેકનોલોજી છે જે ઓર્ગેનિક કમ્પાઉન્ડનો ઉપયોગ કરે છે જે ઇલેક્ટ્રિક કરંટ પસાર થવાથી પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે.
| લેયર | કાર્ય |
|---|---|
| કેથોડ | ઇલેક્ટ્રોન્સ ઇન્જેક્ટ કરે છે |
| એમિસિવ લેયર | ઓર્ગેનિક મટિરિયલ જે પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે |
| કન્ડક્ટિવ લેયર | એનોડથી હોલ્સ વહન કરે છે |
| એનોડ | હોલ્સ ઇન્જેક્ટ કરે છે (સામાન્ય રીતે પારદર્શક) |
- કાર્ય સિદ્ધાંત: ઇલેક્ટ્રોન-હોલ રિકોમ્બિનેશન ફોટોન્સ બનાવે છે
- સ્વ-પ્રકાશિત: LCD ની વિપરીત બેકલાઇટની જરૂર નથી
- પ્રકારો: PMOLED (પેસિવ મેટ્રિક્સ) અને AMOLED (એક્ટિવ મેટ્રિક્સ)
- ફાયદાઓ: પાતળા, હલકા, વિશાળ દ્રશ્ય કોણ, વધુ સારો કોન્ટ્રાસ્ટ
એપ્લિકેશન્સ:
- સ્માર્ટફોન અને ટેબ્લેટ
- ટેલિવિઝન સ્ક્રીન
- ડિજિટલ કેમેરા ડિસ્પ્લે
- વેરેબલ ડિવાઇસ
- લાઇટિંગ પેનલ
મેમરી ટ્રીક: "ઓર્ગેનિક લેયર્સ ડાયોડ-પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે"
પ્રશ્ન 4(ક) અથવા [7 ગુણ]
રિલે ડ્રાઇવર તરીકે વપરાતા ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું વર્ણન કરો.
જવાબ: રિલે ડ્રાઇવર એક ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને રિલેને નિયંત્રિત કરે છે, જે ઓછા-કરંટ કંટ્રોલ સિગ્નલને ઉચ્ચ-કરંટ લોડ સ્વિચ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
goat
| ઘટક | કાર્ય |
|---|---|
| ટ્રાન્ઝિસ્ટર | રિલે ચલાવવા માટે કંટ્રોલ સિગ્નલને એમ્પ્લિફાય કરે છે |
| ફ્લાયબેક ડાયોડ | બેક EMF થી ટ્રાન્ઝિસ્ટરને સુરક્ષિત કરે છે |
| બેઝ રેઝિસ્ટર | બેઝ કરંટ મર્યાદિત કરે છે |
| રિલે કોઇલ | ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્વિચ |
એપ્લિકેશન્સ:
- મોટર કંટ્રોલ સર્કિટ્સ
- ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન
- ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ
- હોમ એપ્લાયન્સ કંટ્રોલ
- પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સિસ્ટમ
મેમરી ટ્રીક: "નાનું મોટા રિલે ચલાવે"
પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]
LM317 IC નો ઉપયોગ કરીને વેરિયેબલ પાવર સપ્લાયનો સર્કિટ ડાયાગ્રામ દોરો.
જવાબ: LM317 એક એડજસ્ટેબલ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર છે જેનો ઉપયોગ વેરિયેબલ પાવર સપ્લાય બનાવવા માટે થઈ શકે છે.
goat
-
ઘટકો:
- LM317: એડજસ્ટેબલ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર IC
- R1: ફિક્સ્ડ 240Ω રેઝિસ્ટર
- R2: વેરિયેબલ રેઝિસ્ટર (પોટેન્શિયોમીટર)
- C1, C2: ફિલ્ટર કેપેસિટર
-
આઉટપુટ વોલ્ટેજ: VOUT = 1.25 × (1 + R2/R1)
મેમરી ટ્રીક: "LM317 વોલ્ટેજ એડજસ્ટેબલ બનાવે"
પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]
યુપીએસની કામગીરી સમજાવો.
જવાબ: UPS (અનઇન્ટરપ્ટિબલ પાવર સપ્લાય) મુખ્ય પાવર ફેઇલ થાય ત્યારે ઇમરજન્સી પાવર પ્રદાન કરે છે.
| UPS પ્રકાર | ઓપરેશન |
|---|---|
| ઓફલાઇન/સ્ટેન્ડબાય | પાવર ફેઇલ થાય ત્યારે બેટરી પર સ્વિચ કરે છે |
| લાઇન-ઇન્ટરેક્ટિવ | વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટ કરે છે અને બેટરી પર સ્વિચ કરે છે |
| ઓનલાઇન/ડબલ-કન્વર્ઝન | હંમેશા બેટરીથી પાવર આપે છે, સતત ચાર્જ થાય છે |
- મુખ્ય ઘટકો: રેક્ટિફાયર, બેટરી, ઇન્વર્ટર, કંટ્રોલ સર્કિટ
- કાર્યો:
- પાવર કન્ડિશનિંગ
- વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન
- સર્જ પ્રોટેક્શન
- બેટરી બેકઅપ
મેમરી ટ્રીક: "અવિરત પાવર બ્લેકઆઉટ દરમિયાન આપે"
પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]
SMPS બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ: SMPS (સ્વિચ મોડ પાવર સપ્લાય) ઇલેક્ટ્રિકલ પાવરને કુશળતાથી રૂપાંતરિત કરવા માટે સ્વિચિંગ રેગ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરે છે.
| બ્લોક | કાર્ય |
|---|---|
| EMI ફિલ્ટર | ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ટરફેરન્સ ઘટાડે છે |
| રેક્ટિફાયર & ફિલ્ટર | AC ને DC માં રૂપાંતરિત કરે છે અને સ્મૂધ કરે છે |
| સ્વિચિંગ સર્કિટ | DC ને ઉચ્ચ આવર્તન પર ચોપ કરે છે |
| ટ્રાન્સફોર્મર | આઇસોલેશન અને વોલ્ટેજ રૂપાંતરણ પ્રદાન કરે છે |
| આઉટપુટ રેક્ટિફાયર | ઉચ્ચ-આવર્તન AC ને પાછું DC માં રૂપાંતરિત કરે છે |
| ફીડબેક સર્કિટ | આઉટપુટ વોલ્ટેજ નિયંત્રિત કરે છે |
- ફાયદા: ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા (70-90%), નાનું કદ, ઓછું વજન
- ઓપરેશન: 20-200 kHz પર PWM (પલ્સ વિડ્થ મોડ્યુલેશન)નો ઉપયોગ કરે છે
- પ્રકારો: ફોરવર્ડ, ફ્લાયબેક, પુશ-પુલ, હાફ બ્રિજ, ફુલ બ્રિજ
- એપ્લિકેશન્સ: કમ્પ્યુટર્સ, ટીવી, મોબાઇલ ચાર્જર્સ, LED ડ્રાઇવર્સ
મેમરી ટ્રીક: "સ્વિચ પાવરને સ્થિર બનાવે"
પ્રશ્ન 5(અ) અથવા [3 ગુણ]
IC નો ઉપયોગ કરીને +15 v પાવર સપ્લાય માટે સર્કિટ ડાયાગ્રામ દોરો અને ટૂંકમાં સમજાવો
જવાબ: +15V પાવર સપ્લાય 7815 વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર IC નો ઉપયોગ કરીને બનાવી શકાય છે.
goat
-
ઘટકો:
- 7815: ફિક્સ્ડ +15V વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર IC
- બ્રિજ રેક્ટિફાયર: AC ને પલ્સેટિંગ DC માં રૂપાંતરિત કરે છે
- C1: ઇનપુટ ફિલ્ટર કેપેસિટર (1000-2200µF)
- C2: આઉટપુટ ફિલ્ટર કેપેસિટર (10-100µF)
-
કાર્ય: AC રેક્ટિફાય કરે છે, ફિલ્ટર કરે છે, પછી સ્થિર +15V DC માં રેગ્યુલેટ કરે છે
મેમરી ટ્રીક: "7815 Fixes Voltage To Fifteen"
પ્રશ્ન 5(બ) અથવા [4 ગુણ]
સૌર બેટરી ચાર્જર સર્કિટનું કાર્ય સમજાવો.
જવાબ: સોલર બેટરી ચાર્જર સૂર્યપ્રકાશને ઇલેક્ટ્રિકલ એનર્જીમાં રૂપાંતરિત કરીને બેટરીને ચાર્જ કરે છે.
| ઘટક | કાર્ય |
|---|---|
| સોલર પેનલ | સૂર્યપ્રકાશને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે |
| બ્લોકિંગ ડાયોડ | રાત્રે પેનલ મારફતે બેટરી ડિસ્ચાર્જ થતી અટકાવે છે |
| ચાર્જ કંટ્રોલર | ચાર્જિંગ વોલ્ટેજ અને કરંટને નિયંત્રિત કરે છે |
| બેટરી | ઇલેક્ટ્રિકલ એનર્જી સંગ્રહ કરે છે |
-
ઓપરેટિંગ મોડ્સ:
- બલ્ક ચાર્જિંગ: ~80% ચાર્જ થાય ત્યાં સુધી મહત્તમ કરંટ
- એબ્સોર્પશન: સ્થિર વોલ્ટેજ, ઘટતો કરંટ
- ફ્લોટ/ટ્રિકલ: પૂર્ણ ચાર્જ જાળવે છે
-
સુરક્ષા ફીચર્સ: ઓવરચાર્જ, ઓવર-ડિસ્ચાર્જ, રિવર્સ પોલારિટી
મેમરી ટ્રીક: "સૂર્ય બેટરી સુરક્ષિત ચાર્જ કરે"
પ્રશ્ન 5(ક) અથવા [7 ગુણ]
લિનિયર રેગ્યુલેટેડ પાવર સપ્લાય સાથે સ્વિચ મોડ પાવર સપ્લાયની સરખામણી ચર્ચા કરો.
જવાબ:
| પેરામીટર | લિનિયર પાવર સપ્લાય | સ્વિચ મોડ પાવર સપ્લાય |
|---|---|---|
| ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત | સતત વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન | ઉચ્ચ-આવર્તન સ્વિચિંગ |
| કાર્યક્ષમતા | નીચી (30-40%) | ઉચ્ચ (70-90%) |
| કદ & વજન | મોટું અને ભારે | કોમ્પેક્ટ અને હલકું વજન |
| ગરમી વિસર્જન | ઉચ્ચ | નીચું |
| આઉટપુટ નોઇઝ | ખૂબ નીચું | ઉચ્ચ (સ્વિચિંગ નોઇઝ) |
| પ્રતિસાદ સમય | ઝડપી | ધીમું |
| ઘટક સંખ્યા | ઓછી | વધુ |
| કિંમત | ઓછી પાવર માટે ઓછી | ઉચ્ચ પાવર માટે ઓછી |
| જટિલતા | સરળ ડિઝાઇન | જટિલ ડિઝાઇન |
| EMI | નીચું | ઉચ્ચ (ફિલ્ટરિંગની જરૂર) |
એપ્લિકેશન્સ:
- લિનિયર: ઓડિયો ઇક્વિપમેન્ટ, લેબોરેટરી ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ, સંવેદનશીલ સર્કિટ્સ
- SMPS: કમ્પ્યુટર્સ, ટીવી, મોબાઇલ ચાર્જર્સ, ઔદ્યોગિક પાવર સપ્લાય
મેમરી ટ્રીક: "લિનિયર ઓછા નોઇઝને પસંદ કરે, સ્વિચિંગ કદ બચાવે"