Exam text content

EE.ELE.210 Transistorit ja vahvistinpiirit a
Tentti 13.12.2022 / Jouko Heikkinen

Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta. Tätä paperia ei tarvitse palauttaa.

Muistathan antaa palautetta Opintojaksopalaute-järjestelmän kautta saadaksesi opintosuorituksen.

1. Piirrä lohkokaavio takaisinkytketystä vahvistimesta (negatiivinen takaisinkytkentä) ja merkitse
siihen oleelliset signaalit. (6P)

a) Johda lohkokaavion avulla suljetun silmukan vahvistuksen lauseke. Mihin muotoon johta-
masi lauseke saadaan, kun silmukkavahvistus on hyvin suuri? Mitä etua tästä saavutetaan?

b) Millä tavalla suuri silmukkavahvistus vaikuttaa vahvistimen muihin ominaisuuksiin?

2. Piirrä kuvassa | esitetyn differentiaalivah-
vistimen piensignaalimalli ja määritä sen
avulla lausekkeet yhteismuotoiselle jänni-
tevahvistukselle Aycm = P01/Vicm (oleta
transistorit identtisiksi) sekä eromuotoi-
selle — jännitevahvistukselle Avab =
Voa/Via (oleta, että v; = —v12). Määritä
transistorien (0, ja 02 kollektorivirta
toimintapisteessä siten, että vahvistimen
yhteismuotoisen — signaalin | vaimennus-
suhde on 100 dB kun transistorien virta-
vahvistus on 100 ja Rge = 15 9. Oletetaan
lisäksi, että biasvirtalähteen Igg ulostu-
loimpedanssi on 1 M). Miten yhteismuo-
toisen signaalin vaimennussuhde muuttuu,
jos biasvirtalähteen ulostuloimpedanssi Kuva 1
kasvaa kohti ääretöntä? (6p)

Vcc

   

 

3. Tarkastellaan kuvassa 2 näkyvää kytkentää. (6p)
a) Onko kyseessä virtalähde vai virtanielu? Johda virran I, lauseke parametrien Vg, £, Ri ja
Vcc avulla lausuttuna. Oleta että kaikki transistorit (V4 = ) toimivat lineaarisella alueella
ja että kaikilla on sama B ja Vpgo-
b) Kuinka monta prosenttia virta I, muuttuu, jos transistorien virtavahvistus kasvaa 100 %
nimellisarvostaan £ = 100 kun kytkennässä Vggy = 0,7 V, R, = 1,05k0 ja Vcc = 12 V?
c) Toista b) -kohdan tehtävä (käyttäen annettuja arvoja) tapauksessa jossa virta /, toteutetaan

perusmuotoisella virtapeilikytkennällä ja vertaile tuloksia. Minkä johtopäätöksen voit tästä
tehdä?

Vee Ve