Analoge en Digitale Elektronica

Transcriptie

1 Analoge en Digitale Elektronica 14 september de zit Bespreek het potentiaalverloop en de stroomcomponenten doorheen een PN junctie in ongepolariseerde toestand, bij voorwaartse polarisatie, bij inverse polarisatie. Transistorkarakteristieken in GBS: teken de transistor met referenties voor spanningen en stromen, teken in-en uitgangskarakteristieken duid realistische waarden voor spanningen en stromen aan op de assen, bespreek de invloed van de temperatuur, bespreek de invloed van het Early-effect. Stel de algemene vergelijking op voor de versterkingsfactor van een opampschakeling met terugkoppeling. Leid de uitdrukking af voor een inverterende en niet-inverterende versterker-schakeling (met een ideale opamp) door berekening van α en β. Bereken de spanningsversterkingsfactor van een transistor in GES, met emittortegenkoppeling. Deze uitdrukking kan, onder bepaalde omstandigheden, sterk vereenvoudigd worden. Hoe? Hoe kun je die eenvoudige uitdrukking rechtstreeks uit het schema afleiden? Bespreek de werking van de latch met twee nand-poorten. Gebruik een voorstelling in een Karnaughkaart. Hoe kun je een SR flip-flop omvormen tot een JK flip-flop? Stel de transitietabel op voor de JK flip-flop. F=1 voor ABCD: F=X voor ABCD: Vereenvoudig mbv de methode van Quine-McCluskey en teken de implementatie met enkel nand-poorten Bereken de uitdrukking voor de conductantie g van een diode bij kleine signalen. Bespreek het gebruik van deze parameter. Stel de vergelijkingen op voor het laag-frequent klein-signaal model voor een transistor met h-parameters. Teken het schema in GES. Bespreek de LAG compensatie voor een opamp versterkerschakeling. Geef aan hoe je een opampschakeling met een frequentiekarakteristiek als bijgevoegd optimaal kunt compenseren. Bereken de stroomversterkingsfactor van een transistor in functie van de h-parameters. Stel grafisch voor in functie van R L voor GBS, GES en GCS. Wat besluit je ui deze grafieken? 1

2 Bespreek twee methodes voor het realiseren van bussen. F=1 voor ABCD: F=X voor ABCD: Vereenvoudig mbv de methode van Quine-McCluskey en teken de implementatie met enkel nand-poorten Stel de functie op voor de diode-conductantie. Teken een grafiek met de diode karakteristieken. v F = 0.6V sin(ωt)wat is i F? Uitgaande v/d grafiek. Bespreek de staturatie en cut-off in een GES. Wat is P ce en wat is de opgedrongen β f? Bespreek het gebruik van een stroombron als actieve belasting in een transitor. Wat is de stroomspiegel Bereken de frequentie van een 1ste orde opamp met terugloop. Wat is de gainbandwith + feedback? Bespreek de latch met 2 nandpoorten, waarin een verboden toestand optreed. Dan nog een vraag waarbij je een functie krijgt en hij vraagt dan: vereenvoudig, implementeer met enkel nand poorten, zijn er race condities, teken CMOS implementatie. Formuleer het verband tussen p o, n o en n i. Wat kun je vertellen over het aantal minoritairen in een P-HG. Bespreek de staturatie en cut-off in een GES. Wat is P ce en wat is de opgedrongen β f? Stel de algemene regel voor een opampschakeling met terugloop op. Bereken αenβvooreeninverterendee Geef een 3 bits synchrone opteller, schema + timing diagram. Ge krijgt een karnaughkaart: Implementeer de functie met minstens 1 XOR poort, vereenvoudig functie n maal alleen met and poorten. 4 academiejaar onbekend 1) Diodevgl a) verloop minoritairen b)verloop deelstromen door pnjunctie c) Bereken de diodevgl 2)transistorkarakteristieken in GES a)teken transistor met gepaste referenties in pnp of npn 2

3 b)in en uitgangskarak. + realistische waarden c) invloed van temp en early uitleggen 3)slew rate opamp a) def van slew rate en de beperkingen in het gebruik van de opamp tgv de eindige slew rate b)hoe groot moet S zijn voor een opamp die gevoed wordt met +12 en -12 volt en waarvan de full power response 10kHz moet bedragen 4)Bespreek het gebruik van een stroombron als belasting voor een transistorversterker. Bespreek de stroomspiegel 5) geef def. van a)voor TTL pporten : IoL, IiL,Ioh,Iih,tpHL,tpLH en min/max waarde waar toepasselijk b)geef de waarden van dewe 4 stromen voor gewone ttl waarden (em schreef er 4 op bord) c)wat is de set-up time van een flip-flop 6) functie vereenvoudig race/hazard en in nand zette 1) Bereken de resistiviteit van een intrinsieke halfgeleider en een P-halfgeleider. Geef de invloed van de temperatuur voor beide. 2) Bespreek: emittorefficintie en transportfactor. Geef ook aan op een schema (bvb PNP) welke stromen er door de transistor lopen. Wat is het verband van de emittorefficintie en de transportfactor met de kortsluitstroomversterkingsfactor in GBS? 3) Definieer kringwinst, en hoe bepaal je die grafisch? Bespreek het verbruik van de kringwinst om de stabiliteit van een opampschakeling te bepalen. 4) Gegeven: een transistorschakeling in GES (zuivere GES op wisselspanningsgebied, niet op DC-gebied). a) Bepaal het instelpunt: 3

4 - de ingangsketen via berekening - de uitgangsketen via grafiek (bijgevoegd bij opgave) b) Geef het laag frequent, AC-vervangingsschema en geef de waarden van alle parameters (Mag vereenvoudigd vervangingsschema zijn) 5) Toon aan via berekening (dus geen venn-diagrammen of waarheidstabel): (A + B) x (A+C) = A + (B x C) 6) Gegeven een karnaughkaart. Implimenteer met minstens n exor. 1) a) dat van ni=no+po b) uitwerken in P-halfgeleid 2) iets van transistor en die hybridedinge (algemene dinge of zoiet) vr gbs ges en gcs 3) die 3bitdingen met die 2 jkflipflops 4) wann is ges in saturatie en cut-off uitleg Vbe,sat uitleg forced beta 5) opamp alfa en beta vgl uitwerken en voor versterking kijken bij inv en niet inv 6) een functie a) uitschrijven en minstens 1 xor gebruiken b) gewoon in karnaugh uitwerken c) da in nand zetten 1) Bespreek de schakeltijden van de PN junctie 2) Transistor in GES 4

5 a) tekenen b) ingangskarakteristieken c) uitgangskarakteristieken d) invloed Early op in en uitgangskarakteristieken e) invloed temperatuur op uitgangskar f) teken waar karakteristiek ligt bij 100 zonder Early en 20 met Early (20 zonder Early is gegeven) 3) Bespreek frequentie respontie ve 1e orde opamp met terugkoppeling. Wat is de kringwinst, hoe wordt die afgeleidt ui grafiek? 4) Bespreek het gebruik van een stroombron als actieve belasting bij een transistor schakeling. a) Waarom? b) stroomspiegel 5) Bewijs (A+B)*(A+C) = A + (B+C) a) met venn diagrammen b) door berekening 6) F is 1 voor 0000, 0100, 0001, 1111, 1101 F is X voor 1000, 0011 a) Quine McCluskey b) implementeer met NAND poorten. 1. stel de uitdrukking voor de diodeconductantie op, en leg uit op een grafiek hoe je deze moet gebruiken 5

6 2.onderstel een schakeling in GBS 2.a teken het symbool +referenties 2.b teken de ingangskarakteristiek en duid realistische waarden aan 2.c teken de uitgangskarakteristiek en duid realistische waarden aan 2.d wat is de invloed van het early effect op de ingang en uitgangskarakteristiek 2.e teken uitgangskarakteristiek, 20zonder early(deze krijgde) 20 met early, 100 zonder early. 3.a leg het berip Slew rate van een OPAMP uit. 3.b als de full power response=10khz en de opamp wordt gevoed met +-12V wat is dan de slew rate 4. Zo een GES schema met koppelcondensatoren enzo en ge moet de stroomversterkingsfactor berekenen, ge krijgt der ook een uitgangskarakteristie bij zo dat ge Bf en hie enzo kunt bepalen. 5.a leg uit hoe een latch werkt met 2 Nand poorten 5.b vorm een latch om tot een JK flipflop 6. ge krijgt zo een karnaughkaart 6.a stel de eenvoudigste uitdrukking van de functie op. 6.b treden er race condities op? zo ja wat kan je hier aan doen. 6.c teken deze functie in CMOS 1. Invloed van de breedte van het uitputtingsgebied op de PNjunctie 2. In-en uitgangskarakteristiek in GBS 3. Slewrate van opamp 6

7 4. vraag over versterkerschakelingen van opamps 5. digitale elektronica bewijs A+(B*C) = A*B+A*C + teken in diagram 6. Karnaughkaart 7