İsim: ___________________ ELE 311 ANALOG ELEKTRONİK DEVRELER ARA SINAV 2 13 Mart 2014, Çarşamba, 1830 - 2020 SOYADI: ________________________________________________________________ ADI: ________________________________________________________________ ÖĞRENCİ #: ________________________________________________________________ İMZA: ________________________________________________________________ AÇIKLAMALAR Bu sınav toplam 12 sayfadan oluşmaktadır. Lütfen, bütün sayfaların elinizde olduğunu kontrol ediniz. Adınızı tüm sayfalara ve fazladan vereceğiniz her sayfaya yazın. Bütün sınav soruları çözmek için toplam 110 dakika süreniz var. Çözümlerinizi alakalı sorunun sayfasında yazınız, gerekirse sayfanın arkasında devam ediniz. Okunaklı bir el yazısıyla çözümlerinizi vermeniz sizin sorumluluğunuzdur. El yazısı anlaşılamayan cevaplardan puan kırılacaktır. Sadece sayısal olarak doğru cevaplar için puan verilmeyecektir. O cevaba varmak için kullanılan bütün adımlar ve hesaplar açık bir biçimde yazılmalıdır. Tutarsız cevaplardan puan kırılacaktır. Bulduğunuz sonuçların birimlerini yazmayı unutmayınız. Başka bir öğrenciden yardım almak, yardım etmek, veya kopya çekmek kesinlikle yasaktır. Eğer bu tür etik dışı durumlar gözetmen tarafından tespit edilirse, söz konusu öğrencinin sınav derhal toplanıp, sınav puanı sıfır olacaktır. Hesap makinesi kullanabilirsiniz. Onun dışında herhangi bir kitap veya not kağıdı kullanılamaz. Başarılar dilerim. 1. / 20 2. / 30 3. / 50 Toplam: / 100 1 İsim: ___________________ 1. [20 puan] Devre Parametreleri: VBE(on) = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V VA = ∞ VTN = - 1.8 V Kn = 12 mA/V2 =0 (a) RL = ∞ durumunda devrenin doğrusal bölgesinde işleyebilmesi için olabilecek en büyük ve en küçük çıkış gerilimlerinin değerlerini bulunuz. Bu çıkış değerlerine tekabül eden giriş gerilim değerlerini de bulunuz. Vs(min) = V0(min) = V0(max) = V0(max) = 2 İsim: ___________________ (b) RL = 500 durumunda devrenin doğrusal bölgesinde işleyebilmesi için olabilecek en büyük ve en küçük çıkış gerilimlerinin değerlerini bulunuz. Bu çıkış değerlerine tekabül eden giriş gerilim değerlerini de bulunuz. Vs(min) = V0(min) = V0(max) = V0(max) = (c) Çıkışta tepeden tepeye 2 V sinüs fonkisyonu üretmek için gerekli asgari RL değerini bulunuz. Bu durumda devrenin verimliliği nedir? RL = = 3 İsim: ___________________ (d) Kısım (c)’deki durum için transistörlerin tükettiği ortalama güç nedir? PQ1 = PM 1 = 4 İsim: ___________________ 2. [30 puan] ÖDEV 5, SORU 3 Parametreler: VTn = 0.4 V VTp = -0.6 V kn’ = 100 A/V2 kp’ = 40 A/V2 n = 0 V-1 p = 0 V-1 IREF = 50 A, I01 = 120 A, ID3 = 25 A, ID2 = 150 A, VSD2(sat) = 0.35 V, ve VDS5(sat) = 0.35 V olacak şekilde direnç R ve her transistörün boyutunu (W/L)’i bulunuz. Cevabınızı gelecek sayfanın altındaki cevap kutusuna yazınız. 5 İsim: ___________________ W = L 1 W = L 4 W = L 2 W = L 5 W = L 3 R= 6 İsim: ___________________ 3. [50 puan] Yukarıdaki devre iki katlı bir yükselticidir. VBIAS çıkış gerilimin DC’de sıfır olmasını sağlayacak şekilde ayarlanmıştır. Referans akımı IREF = 300 A. Direnç Rs = 5 k. PMOS transistörlerin uzunluğu Lp = 2 m. NMOS transistörlerin uzunluğu Ln = 5 m. Ayrıca, transistör M5’in genişliği transistör M3’ün genişliğin yarısıdır: W 5 = W 3 / 2. Kalan devre parametreleri aşağıda verilmektedir: VTn = 0.7 V nCox = 100 A/V2 n = 0.01 V-1 VTp = -0.7 V pCox = 50 A/V2 p = 0.05 V-1 = 30 VA = 30 V VCE(sat) = 0.2 V (a) Eğer M2 transistörün genişliği M3 transistörün genişliğiyle aynı ise çıkış salınımın +/- 2.25 V olması için transistör M2’nin (W/L)2 oranını hesaplayınız. W W L 1 L 2 7 İsim: ___________________ (b) M2 transistörün collector akımını (IC2) hesaplayınız. (c) PMOS transistörlerin doyum geriliminin VSD(sat) = 0.3 V olması için gereken M4 ve M6 boyutları (W/L) hesaplayınız. (d) Transistör M5’in boyutu (W/L)5 ne olmalı? (e) Transistör Q1’in oluşturduğu katın iki kapılı modelini bulunuz (Rin1, Rout1, A1) ve çiziniz. Hatırlatma: Rin hesabına Rs dahil olmayacak. Yani, İki kapılı modelini bulduktan sonra Rs ve Vs bağlanacak. (f) Transistör Q2’in oluşturduğu katın iki kapılı modelini bulunuz (Rin2, Rout2, A2) ve çiziniz. (g) Kısım (e) ve (f)’de bulduğunuz iki kapılı modelleri kullanarak, tüm yükseltici için eşdeğer bir devre çiziniz. Çiziminize Rs ve Vs de dahil olmalıdır. Çıkışa da RL isimli bir yük bağlayınız. (h) Eğer RL = 100 k ise tüm devrenin gerilim kazancını hesaplayınız (Vo/Vs). 8
© Copyright 2024 Paperzz