Об экзамене 2004 (Шпоры по Созинову)

Об экзамене по курсу «Электроника и микропроцессорная техника» (часть 1).

Следует помнить, что к экзамену допускается студент, который по данному курсу не имеет «задолжностей». Подтверждением этому является представление на экзамене принятых преподавателями отчетов по проделанным в течение семестра лабораторным работам. «Долги» в день экзамена не принимаются, ссылки на то, что отчеты забыл дома – равносильны не допуску к экзамену. После экзамена отчеты временно у студента изымаются до начала следующего семестра.

На экзамен группа приходит в два захода:

1 половина группы в 9.00

2 половина группы в 12.30

Список деления группы на две части соответствуют делению группы на проведение лабораторных работ в ауд. 531 в течение прошедшего семестра.

Экзаменационный билет содержит три вопроса, на каждый из которых дается письменный ответ (предварительная оценка выставляется без экзаменующего). По первому и второму вопросам (список вопросов приводится ниже) следует дать теоретический анализ, по третьему вопросу – необходимо получить АЧХ и АХ конкретной предложенной усилительной схемы с использованием MICRO-CAP 6, произвести в схеме требуемые изменения и получить новые (измененные) характеристики. Кроме анализа усилительных каскадов существуют задания по исследованию работы транзистора в ключевом режиме. Все полученные решения в МС-6 сохраняются в виде собственного файла WORD, где сопровождаются краткими комментариями хода решения поставленной задачи. Если для решения поставленной задачи необходим программный пакет Mathcad (построение графиков), то полученные с его помощью результаты также переносятся в файл WORD. При неумении работать с Маthcad графики и краткие комментарии представляются в рукописном виде, для чего каждый экзаменующий самостоятельно заготавливает бланки на миллиметровке. Весь графический материал должен иметь подстрочные подписи, на которые делаются ссылки в ответе. Ответы, на поставленные вопросы в экзаменационном билете, должны быть краткими, содержательными и аккуратно оформленными. Следует помнить, что оценка ответов проводится без участия экзаменующего. Ссылки на «у меня плохой подчерк» – не принимаются (не умеете писать «ручкой», чтоб Вас читали другие – используйте WORD). Ответы на вопросы экзаменационного билета сдаются на проверку в виде рукописного текста + файла, который должен быть по объему не более 3^х страниц (распечатка содержания файла-ответа производится техническим персоналом).

Вопросы по принципу работы электронных приборов.

1. Электронно-дырочный переход в состоянии равновесия.

2. Электронно-дырочный переход в неравновесном состоянии.

3. ВАХ идеального и реального p-n перехода.

4. Выпрямительные диоды, параметры и характеристики.

5. Импульсные диоды, параметры и характеристики.

6. Стабилитроны, параметры и характеристики.

1. Туннельные и обращенные диоды, параметры и характеристики.

8. Принцип действия биполярного транзистора, токи в транзисторе. Режимы работы.

1. Параметры и характеристики транзистора в схеме ОБ.

2. Параметры и характеристики транзистора в схеме ОЭ.

3. Эквивалентные схемы биполярного транзистора.

4. Инерционные свойства биполярного транзистора.

5. Работа биполярного транзистора в импульсном режиме.

6. Классификация биполярных транзисторов.

15. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом, параметры и характеристики.

1. МДП транзистор с встроенным каналом, параметры и характеристики.

2. МДП транзистор с индуцированным каналом, параметры и характеристики.

3. Эквивалентные схемы полевых транзисторов.

19. Динистр (двухэлектродный тиристор), параметры и характеристики.

20. Трехэлектродный тиристор, параметры и характеристики.

21. Светодиоды, параметры и характеристики.

1. Фотодиоды, параметры и характеристики.

2. Электронно-лучевые приборы с электростатическим отклонением.

3. Электронно-лучевые приборы с магнитным отклонением.

Вопросы по теоретическому анализу работы усилительных каскадов.

1. Влияние последовательной обратной связи по напряжению на параметры и характеристики усилительного каскада.

2. Влияние параллельной обратной связи по напряжению на параметры и характеристики усилительного каскада..

3. Влияние последовательной обратной связи по току на параметры и характеристики усилительного каскада.

4. Влияние параллельной обратной связи по току на параметры и характеристики усилительного каскада.

5. Способы питания биполярного транзистора в усилительных каскадах.

6. Способы питания полевого транзистора в усилительных каскадах.

7. Усилительный каскад по схеме ОБ. Параметры и характеристики каскада.

8. Усилительный каскад по схеме ОЭ. Параметры и характеристики каскада.

9. Усилительный каскад по схеме ОК. Параметры и характеристики каскада.

10. Усилительный каскад по схеме ОИ. Параметры и характеристики каскада.

11. Усилительный каскад по схеме ОС. Параметры и характеристики каскада.

12. Дифференциальный усилительный каскад на биполярных транзисторах. Параметры и характеристики каскада.

13. Дифференциальный усилительный каскад на полевых транзисторах. Параметры и характеристики каскада.

14. Инвертирующий усилительный каскад на ОУ. Параметры и характеристики каскада.

15. Неинвертирующий усилительный каскад на ОУ. Параметры и характеристики каскада.

16. Дифференциальный усилительный каскад на ОУ. Параметры и характеристики каскада.

17. Логарифмирующий и антилогарифмирующие преобразовательные каскады на ОУ. Параметры и характеристики каскадов.

18. Интегрирующие и дифференцирующие преобразовательные каскады на ОУ. Параметры и характеристики каскадов.

19. Однотактный усилительный каскад мощности на биполярных транзисторах. Параметры и характеристики каскада.

20. Однотактный усилительный каскад мощности на полевых транзисторах. Параметры и характеристики каскада.

21. Двухтактный усилительный каскад мощности на биполярных транзисторах. Параметры и характеристики каскада.

22. Работа биполярного транзистора в ключевом режиме.

23. Усиление импульсных сигналов. Связь передаточной характеристики и частотных характеристик усилительных каскадов.

24. Усилители постоянного тока. Методы снижения дрейфа выходного напряжения.

Содержание ответа по первому вопросу:

Кратко излагается физика работы прибора, приводятся основные его вольтамперные характеристики, параметры прибора для «малых» сигналов и способы их определений.

Содержание ответа по второму вопросу:

1. Приводится принципиальная (структурная) схема устройства, подлежащая анализу.

2. Кратко описывается назначение всех элементов схемы. На ВАХ активного элемента указывают положение нагрузочных прямых по постоянному и переменному току для анализируемой схемы. Даются рекомендации по выбору точки покоя.

3. На базе эквивалентных схем анализируются параметры устройства (определение входного и выходного сопротивлений, коэффициента усиления и его зависимости от частоты).

4. Амплитудная характеристика усилительного каскада определяется качественно на базе характеристик активного элемента и выбранной точки покоя.

Со всеми схемами усилительных каскадов, работу которых необходимо уметь промоделировать, можно предварительно ознакомиться в ауд. 531. Экзаменационные файлы начинаются A_….. .CIR, место их расположения можно узнать у технического персонала данной аудитории. Всего 30 файлов, в каждом из которых содержится конкретный вопрос по модернизации схемы для выполнения конкретного задания.

При подготовке ответа на третий вопрос (за исключением работы транзистора в ключевом режиме) следует придерживаться принципа:

1. Первоначально получить АЧХ предложенной принципиальной схемы усилительного каскада. По результатам вычислений определить сквозной коэффициент усиления каскада в области средних частот, нижнюю и верхнюю граничные частоты усиления (напомним, что с помощью электронного курсора их можно нанести на график, либо использовать нанесение «текста» на график). Результаты по АЧХ исходной схемы следует перенести в файл WORD, присвоив ему имя своей фамилии. Одновременно следует ознакомиться с результатами расчета схемы по постоянному току (какие напряжения на электродах активного элемента, какие протекают токи), для того, чтоб было возможно предварительно оценить максимальный сигнал на выходе данной схемы. Зная максимальное выходное напряжение и коэффициент усиления, можно оценить максимальный уровень входного напряжения, при котором усилитель работает в линейном режиме.

2. Вторым шагом является получение АХ исходной схемы. Предварительно установите частоту источника сигнала, соответствующую области средних частот исследуемого усилительного каскада. Для получения АХ используйте многовариантный анализ переходных процессов, в котором варьируется амплитуда источника сигнала от нуля до напряжения предварительно оцененного выше. Для нахождения первой гармоники выходного напряжения используйте функцию HARM(v(номер точки)) в среде МС-6. Крайне удобно и эффективно строить АХ в среде Mathcad, однако, если Вы не умеете, ее можно быстро построить и в ручную на предварительно заготовленном бланке-графике. Не смущайтесь в выбранном решении в данном вопросе – это на оценку не влияет. Данные многовариантного анализа переходных процессов (осциллограммы выходного напряжения и его спектр) необходимо перенести в файл WORD. Если АХ построена в Мathcad, то результат построения также переносится в файл WORD.

3. Ознакомиться с задачей модернизации исходной схемы и предварительно найти оптимальный способ ее решения. Если речь идет об изменении граничной частоты, то предварительно следует оценить какие элементы схемы ее определяют. Как правило, граничная частота определяется не одним элементом схемы. Для определения влияния каждого элемента используйте теоретические знания по определению постоянных времен. Так Вы быстрее найдете «слабое место» в усилительном каскаде, изменение которого приведет к желаемому решению. При изменении параметра элемента схемы задавайтесь вопросом, не влияет ли он на расположение «нагрузочной прямой», которая в о многом определяет вид АХ.

4. После анализа поставленной задачи проведите соответствующие решения в среде МС-6, а новые данные перенесите в файл WORD. Главное не просто получить новый результат, а дать ему правильно толкование (кратко, но убедительно).

ЖЕЛАЕМ УСПЕШНОЙ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ.

По всем техническим вопросам во время экзамена Вам будет оказана всесторонняя помощь. Экзамен сдается по курсу «Основы электроники», а не вычислительной технике. Знание ее – это Ваш интеллектуальный уровень как человека XXI века. С нашей стороны необходимо оценить Ваши знания в области электроники (как работают усилительные элементы – транзисторы и операционные усилители, как с их помощью можно построить усилители и какими характеристиками они обладают). Сделайте все возможное, чтоб наша встреча прошла взаимоприятной.