1. Wymień trendy rozwojowe współczesnej elektroniki. 2. Zdefiniuj pojęcie sygnału. Jakie rodzaje sygnałów występują w elektronice?

Transkrypt

1 1. Wymień trendy rozwojowe współczesnej elektroniki. 2. Zdefiniuj pojęcie sygnału. Jakie rodzaje sygnałów występują w elektronice? 3. Scharakteryzuj sygnał analogowy i sygnał cyfrowy. Określ istotne różnice między tymi sygnałami. 4. Stosując jako kryterium klasyfikacji przebieg wielkości w funkcji czasu, dokonaj podziału sygnałów zdeterminowanych ( przedstaw graficznie przykłady tych sygnałów). 5. Wyjaśnij, dlaczego sygnały sinusoidalne znajdują powszechne zastosowanie we współczesnej energoelektryce i elektronice. 6. Zdefiniuj pojęcie wartości średniej sygnału zmiennego w czasie (i(t); u(t)). Określ w jakim przypadku wartość chwilową sygnału zastępuje się równoważną wartością średnią prądu ( I śr ) bądź napięcia ( U śr ). 7. Zdefiniuj pojęcie wartości skutecznej sygnału zmiennego w czasie (i(t); u(t)). Określ w jakim przypadku wartość chwilową sygnału zastępuje się równoważną wartością skuteczną prądu ( I ) bądź napięcia ( U ). 8. Scharakteryzuj sygnał w postaci impulsu prostokątnego. Opisz jego podstawowe parametry. 9. Kiedy stosuje się względną miarę logarytmiczną (tzw. skalę decybelową [ db ]). Jeżeli liniowy stosunek napięć U 2 /U 1 = 1/Ö 2 to odpowiada to w skali decybelowej. [db]. 10. Co to jest: bit, bajt, słowo? Przedstaw strukturę słowa 16 bitowego. 11. Przedstaw sposób przeliczania z systemu dziesiętnego na system binarny np. 125 (10) ; 134 (10) Przedstaw sposób przeliczania z systemu binarnego na system dziesiętny np (2), (2) Scharakteryzuj elektroniczne elementy bierne i aktywne. Podaj przykłady elementów zaliczanych do poszczególnych grup. 14. Na przykładzie rezystora przedstaw, w jaki sposób można scharakteryzować elementy elektroniczne, 15. Narysuj charakterystykę I = f(u) dla dwóch wartości rezystancji R 1 i R 2 gdy R 2 > R 1, wymień podstawowe parametry rezystorów. 16. R 1 = 20 W, R 2 = 30 W. Ile wynosić będzie wartość rezystancji rezystora zastępczego R gdy rezystory te połączymy szeregowo a ile gdy równolegle. 17. Dla dzielnika napięcia jak na rysunku oblicz ile będzie wynosić U wy gdy: U we = 100V, R 1 =20 W, R 2 = 30 W.

2 I R 1 U we R 2 U wy 18. Dla rezystora o R = 100Ω moc maksymalna (P max ) jaka może się na nim wydzielić wynosi 2W. Jaki prąd maksymalny może przepłynąć przez rezystor? Przedstaw schemat układu pomiarowego do pomiaru metodą techniczną charakterystyki I = f(u) takiego rezystora. 19. Wymień podstawowe rodzaje polaryzacji dielektryka. Jaka stała charakteryzuje zdolność dielektryka do jego polaryzowania? 20. Jaką podstawową właściwością charakteryzuje się kondensator? Opisz wzorem pojemność kondensatora płaskiego. 21. C 1 = 20 pf, C 2 = 30 pf. Ile wynosić będzie pojemność zastępcza C, gdy kondensatory te połączymy szeregowo a ile, gdy połączymy je równolegle. Wymień podstawowe parametry kondensatorów. 22. Zdefiniuj pojęcia: półprzewodnik (wymień znane ci materiały, rodzaje), defekty strukturalne ( opisz ich naturę). 23. Dokonaj klasyfikacji materiałów z użyciem modelu pasmowego. Podaj przykłady współczesnych materiałów półprzewodnikowych. 24. Przedstaw i omów wykres W =f(x) dla T=0; T>0 opisujący prawdopodobieństwo obsadzenia stanów w materiale półprzewodnikowym. 25. Na modelu pasmowym przedstaw procesy: - generacji prostej, - generacji pośredniej, - rekombinacji prostej, - rekombinacji pośredniej. Jakie są skutki występowania tych procesów w materiałach półprzewodnikowych 26. Przedstaw półprzewodnik samoistny wykorzystując model pasmowy. Jakimi właściwościami charakteryzuje się taki materiał półprzewodnikowy w temperaturze

3 T =0K oraz T = 300K. 27. Przedstaw: - mechanizm powstawania półprzewodnika domieszkowego typu n, - model pasmowy takiego materiału półprzewodnikowego. Jaki proces wystąpi w takim materiale gdy temperatura otoczenia zmieni się z T =0K do temperatury T = 300K? 28. Przedstaw: - mechanizm powstawania półprzewodnika domieszkowego typu p, - model pasmowy takiego materiału półprzewodnikowego. Jaki proces wystąpi w takim materiale gdy temperatura otoczenia zmieni się z T =0K do temperatury T = 300K? 29. Sklasyfikuj i omów ruch nośników prądu w półprzewodnikach. 30. Co opisuje ruchliwość nośników w półprzewodniku i jak ten parametr zmienia się (wykresy) w funkcji: - koncentracji ( N d ), - temperatury (T), - natężenia pola elektrycznego (E). Co jest konsekwencją zróżnicowania ruchliwości w półprzewodniku typu n i p? 31. Zdefiniuj pojęcie konduktywności półprzewodnika. Omów, przyczynę zmian konduktywności półprzewodnika od temperatury, przedstawionych na wykresie lnσ = f( 1/T). 32. Jakie mogą być przyczyny zmian koncentracji nośników nadmiarowych w czasie n, (p) = f (t) w materiałach półprzewodnikowych. Narysuj wykres przedstawiający takie zmiany. Zdefiniuj pojęcie czasu życia nośników nadmiarowych. 33. Wyjaśnij pojęcie pole wbudowane w półprzewodniku. Od czego zależy natężenie pola wbudowanego E (wzór). Jakie są konsekwencje występowania pola E w określonym obszarze materiału półprzewodnikowego i w jakim przyrządzie półprzewodnikowym efekt ten się wykorzystuje. 34. Wymień rodzaje złącz p n. 35. Przedstaw model pasmowy złącza p n bez polaryzacji zewnętrznej. 36. Przedstaw model pasmowy złącza p n dla polaryzacji przewodzenia. 37. Przedstaw model pasmowy złącza p n dla polaryzacji zaporowej. 38. Przedstaw mechanizm powstawania złącza p n.wyjaśnij pojęcia: bariera potencjału; warstwa zaporowa; napięcie dyfuzyjne.

4 39. Co to jest napięcie dyfuzyjne złącza p n. Od czego zależy jego wartość (wzór). 40. Wymień założenia przyjmowane dla opisu idealnego złącza p n. 41. Przedstaw charakterystykę I = f (U) idealnego złącza p n, opisz ją wzorem ( wzór Shockley`a), określ przedział zmian wartości współczynnika doskonałości złącza p n co opisuje ten współczynnik? 42. Omów przepływ nośników w złączu p n dla kierunku przewodzenia. 43. Omów przepływ nośników w złączu p n dla kierunku zaporowego. 44. Przedstaw charakterystykę I = f(u) rzeczywistego złącza p n ( zaznacz wpływ rezystancji szeregowej i równoległej złącza). 45. Z czego wynika występowanie w złączu p n rezystancji szeregowej i równoległej. Przedstaw sposób jej wyznaczania z charakterystyki I = f(u) złącza rzeczywistego. 46. Określ warunki, w jakich występuje zjawisko przebicia Zenera. Zilustruj na modelu pasmowym mechanizm tego zjawiska. Podaj praktyczny sposób wykorzystania tego zjawiska. 47. Określ warunki, w jakich występuje zjawisko przebicia lawinowego. Zilustruj mechanizm tego zjawiska. Podaj wzór empiryczny określający współczynnik powielania. 48. Czym jest przebicie złącza p n? Wymień i opisz rodzaje przebić występujących w przyrządach półprzewodnikowych. 49. Przedstaw charakterystykę I = f (U) spolaryzowanej zaporowo diody stabilizacyjnej. Wymień parametry charakteryzujące właściwości diody. 50. O czym informuje oznaczenie diody stabilizacyjnej o symbolu BZP 620 C9V2? Jaki rodzaj przebicia wystąpi w takiej diodzie? Jaki parametr charakteryzować będzie stabilizator szeregowy zbudowany z wykorzystaniem takiej diody. Zdefiniuj ten współczynnik. 51. W zakresie przebicia złącza korzystając z charakterystyki prądowo- napięciowej diody Zenera przedstaw sposób wyznaczania rezystancji dynamicznej r z. Jak rezystancja dynamiczna diody Zenera (w zakresie przebicia złącza) zależy od napięcia Zenera U z. 52. Określ jaką rolę w układzie prostownika spełnia dioda prostownicza. Podaj jej symbol graficzny, podstawowe parametry. Przy jakiej polaryzacji złącza wykorzystuje się taką diodę przy prostowaniu sygnału przemiennego (spolaryzuj w takim przypadku tę

5 diodę). 53. Korzystając z charakterystyki I = f (U) diody prostowniczej wyjaśnij na czym polega prostowanie prądu lub napięcia przemiennego w układach zasilania prądem stałym. 54. Jaką funkcję spełnia w urządzeniach zasilających układ prostownika (schemat prostownika jedno-połówkowego). Przedstaw przebieg napięcia na obciążeniu bez i z podłączonym równolegle na wyjściu układu filtrem pojemnościowym. 55. Przedstaw schemat układu prostownika dwu-połówkowego mostkowego (układ Graetza). W jaki sposób w układzie tym możliwe jest prostowanie sygnału przemiennego (przedstaw przebieg wyprostowanego dwu-połówkowo sygnału na obciążeniu). 56. Przedstaw: symbol, strukturę w przekroju( konstrukcję) oraz ogólna zasadę polaryzacji tranzystora bipolarnego npn w zakresie aktywnym normalnym. Jak w tym zakresie pracy tranzystora bipolarnego typu npn przedstawia się relacja między potencjałami elektrod tranzystora? 57. Wyjaśnij pojęcie tranzystor bipolarny z bazą jednorodną, tranzystor bipolarny dryftowy. Który z tych tranzystorów bipolarnych pracować będzie przy wyższych częstotliwościach i dlaczego? 58. Podaj ogólną zasadę polaryzacji by tranzystor bipolarny typu npn pracował w zakresie aktywnym normalnym. Narysuj dla tranzystora tego typu układy pracy WBaza (OB.), WEmiter (OE). 59. Podaj ogólną zasadę polaryzacji by tranzystor bipolarny typu pnp pracował w zakresie aktywnym normalnym. Narysuj dla tranzystora tego typu układy pracy WBaza (OB.), WEmiter (OE). 60. Spolaryzuj na WE i WY tranzystor bipolarny npn dla pracy aktywnej normalnej w układzie WEmiter (OE). 61. Spolaryzuj na WE i WY tranzystor bipolarny pnp dla pracy aktywnej normalnej w układzie WEmiter (OE). 62. Spolaryzuj na WE i WY tranzystor bipolarny npn dla pracy aktywnej normalnej w układzie WBaza (OB.). 63. Spolaryzuj na WE i WY tranzystor bipolarny pnp dla pracy aktywnej normalnej w układzie WBaza (OB.). 64. Zdefiniuj współczynnik a, b, a c. Podaj typowe wartości tych współczynników. 65. Opisz rozpływ prądu w tranzystorze bipolarnym typu npn w układzie WBaza (OB). 66. Opisz tranzystor bipolarny jako wzmacniacz mocy. Narysuj charakterystyki statyczne WE i WY tranzystora bipolarnego w układzie WEmitera (OE) ( Zaznaczyć odcięcie i nasycenie tranzystora).

6 67. Narysuj charakterystyki statyczne WE i WY tranzystora bipolarnego w układzie WBaza (OB) ( Zaznaczyć odcięcie i nasycenie tranzystora). 68. Zdefiniuj prądy zerowe tranzystora bipolarnego. Przedstaw na charakterystyce Ic = f (U CE ), Ic = f (U CB ) zależności między nimi. 69. Przedstaw model czwórnikowi z macierzą h opisujący pracę tranzystora bipolarnego z małymi sygnałami. 70. Przedstaw model tranzystora bipolarnego s układzie Emitera z wykorzystaniem parametrów macierzy h 71. Przedstaw wykres wzmocnienia prądowego w układzie WEmitera (OE) od częstotliwości. 72. Przedstaw klasyfikację tyrystorów i narysuj ich charakterystyki I = f (U). 73. Przedstaw strukturę warstwową ( model), model dwutranzystorowy, charakterystykę I = f (U) dynistora. Przedstaw wzór na I A. Określ warunek załączania. 74. Przedstaw metody załączania tyrystora. 75. Przedstaw strukturę warstwową ( model), model dwutranzystorowy, charakterystykę I = f (U) tyrystora. Przedstaw wzór na I A. Określ warunek załączania 76. Wyjaśnij określenie tranzystory polowe ( unipolarne). Określ podstawowe różnice między tranzystorami tego typu a tranzystorem bipolarnym. 77. Opisz zasadę działania, narysuj przekrój przez strukture rzeczywistą, symbol ogólny i spolaryzuj tranzystor JFET z kanałem typu n. 78. Opisz zasadę działania, narysuj przekrój przez strukture rzeczywistą, symbol ogólny i spolaryzuj tranzystor JFET z kanałem typu p. 79. Narysuj charakterystyki wyjściowe tranzystora JFET. Zefiniuj i przedstaw sposób wyznaczenia z nich parametru : G DS0 ; g ds ; I DSS Narysuj charakterystyki przejściowe tranzystora JFET. Zefiniuj i przedstaw sposób wyznaczenia z nich parametru : g m ; U p ; I DSS. 81. Opisz własności idealnej struktury MIS (MOS) wytwarzanie stanu akumulacji, zubożenia i inwersji w półprzewodniku. 82. Przedstaw klasyfikacje tranzystorów MIS i opisz zasadę ich działania.wymień odmiany technologiczne tranzystorów MIS. Wymień i opisz odmiany układowe tranzystorów MIS. 83. Przedstaw budowę struktury i układ polaryzacji tranzystora MOSFET normalnie wyłączonego z kanałem typu n. 84. Narysuj charakterystyki wyjściowe tranzystora MOSFET normalnie wyłączonego z kanałem typu n. 85. Narysuj charakterystyki przejściowe tranzystora MOSFET normalnie wyłączonego z

7 kanałem typu n. 86. Przedstaw schemat UC. Wymień podstawowe parametry opisujące cyfrowe układy scalone. Zdefiniuj pojęcie czas propagacji bramki (rys). 87. Wyjaśnij pojęcie UC kombinacyjny, UC sekwencyjny 88. Wymień podstawowe parametry opisujące cyfrowe układy scalone. Zdefiniuj pojęcie Margines zakłóceń dla stany wysokiego (M H ), stanu niskiego (M l ). 89. Wymień podstawowe parametry opisujące cyfrowe układy scalone. Zdefiniuj i określ wzorem pojęcie Moc strat. 90. Przedstaw tabelę stanów logicznych bramki NOR i NAND. Co to oznacza,że bramka pracuje w logice dodatniej? 91. Przedstaw budowę i zasadę działania inwertera CMOS. 92. Określ zasadę zasilania i podstawowe parametry statyczne i dynamiczne układów TTL,CMOS. 93. Określ podstawowe parametry statyczne i dynamiczne (napięcie zasilania, stany logiczne, charakterystyka przejściowa, moc tracona, czasy propagacji) układów TTL i CMOS. 94. Przedstaw charakterystykę przejściową bramki TTL. Zaznacz na niej oczekiwane wartości napięć. 95. Co to jest obciążalność bramki? 96. Wymień podstawowe parametry rodziny układów TTL standard. 97. Porównaj układy cyfrowe wytwarzane w technologii TTL i CMOS. 98. Wyjaśnij skróty i symbole: 74S..., 74L..., 74LS..., 74AS..., 74ALS Wymień cele i skutki scalanie układów elektronicznych Omów ( narysuj) budowę tranzystora bipolarnego npn w krzemowym układzie scalonym Dokonaj klasyfikacji pamięci półprzewodnikowych. 100.Wymień parametry pamięci półprzewodnikowych. 101.Omów budowę zasadę działania komórki pamięci D-RAM 102.Wyjaśnij korzystając z modelu pasmowego materiału półprzewodnikowego proces rekombinacji promienistej prowadzący do spontanicznej emisji światła. 103.Korzystając z modelu pasmowego złącza p-n przedstaw mechanizm spontanicznej emisji światła. Jak należy spolaryzować złącze p-n by była ona możliwa? Przy jakich wartościach napięć zasilających zachodzi to zjawisko?

8 104.Przedstaw korzystając z modelu pasmowego materiału półprzewodnikowego proces rekombinacji promienistej prowadzący do emisji stymulowanej. Czym charakteryzuje się tego rodzaju emisja? W jakim przyrządzie półprzewodnikowym efekt ten wykorzystuje się? 105.Przedstaw jak rodzaj występującej emisji i charakter charakterystyki widmowej zależy od wartości napięcia zasilania złącza p-n. 106.Narysuj typową konstrukcję diody LED. W jaki sposób można wpływać na optykę geometryczną diody LED by skuteczniej wyprowadzać generowane promieniowanie z typowej konstrukcji? 107.Wymień i zdefiniuj parametry diody LED. Przedstaw charakterystykę prądowonapięciową (I = f (U)) diody LED w zakresie polaryzacji przy jakiej dioda ta pracuje. 108.Przedstaw charakterystykę prądowo- napięciową (I = f (U)), charakterystykę widmową (np. w zakresie promieniowania podczerwonego) oraz określ typową wartość sprawności energetycznej diody LED. Od czego zależy długość fali generowanego w takiej diodzie promieniowania? 109.Wymień znane Ci przykłady zastosowań diod LED, białych diod LED. Od czego zależy długość fali generowanego w takiej diodzie promieniowania? 110.akie są zalety źródeł światła białego LED w porównaniu z klasyczną żarówką. 111.Przedstaw zasady konstrukcji i działania, charakterystykę widmową diody LED emitującej światło białe. 112.Omów zasadę działania i budowę lasera półprzewodnikowego oraz określ warunki uzyskania akcji laserowej w laserze pp. W jaki sposób uzyskuje się inwersję obsadzeń? 113.Przedstaw zależność mocy promienistej lasera od prądu zasilającego. 114.Wymień znane Ci zastosowania laserów półprzewodnikowych. 115.Omów zasadę działania i budowę diody laserowej oraz określ warunki uzyskania emisji wymuszonej w obszarze aktywnym. 116.Jaką rolę spełniają fotodetektory? Omów wewnętrzne zjawisko foto-elektryczne w półprzewodniku samoistnym i, domieszkowym typu n i p. Określ warunek progowy wewnętrznego zjawiska fotoelektry-cznego dla tego rodzaju pp. 117.Jak działa fotorezystor? Przedstaw: symbol, przekrój przez konstrukcję. Jakich materiałów jest wykonywany( przykłady)? Przedstaw charakterystykę prądowonapięciową (I = f(u)) fotorezystora gdy zmienia się natężenie padającego światła na jego powierzchnię. 118.Od czego zależy przyrost liczby nośników Δn, (Δp) gdy oświetlimy fotorezystor? Jak przyrost ten wpływa na konduktywność materiału pp? W jakich warunkach fotorezystor charakteryzować będzie się największą wartością rezystancji? 119.Przedstaw charakterystykę prądowo- napięciową (I = f(u)) fotorezystora gdy zmienia się natężenie padającego światła na jego powierzchnię? Wymień parametry opisujące fotorezystor.

9 120.Omów zasadę działania fotodiody wykorzystywanej jako fotodetektor. Przedstaw jej symbol, przekrój przez konstrukcję, ch- kę I = f(u), wzór I = f(u) uwzględniający pojawienie się fotoprądu gdy element ten oświetlimy. 121.Jak prąd fotodetektora jakim jest fotodioda zależy od polaryzującego napięcia (wzór)? Przy jakiej polaryzacji dioda wykorzystywana jako fotodetektor pracuje? 122.Omów zasadę działania fotodioy typu p-i-n wykorzystywanej jako fotodetektor. Przedstaw przekrój przez jej strukturę. Wymień jej typowe zastosowania. 123.Jak działa fototranzystor? W jaki sposób zachodzi w nim wewnętrzne wzmocnienie prądu fotoelektrycznego? Przedstaw jego budowę i charakterystykę wyjściową przy sterowaniu strumieniem promieniowania. 124.Scharakteryzuj półprzewodnikowy przyrząd optoelektroniczny jakim jest transoptor. Podaj przykłady takich elementów. Narysuj typowe charakterystyki przenoszenia sygnałów elektrycznych pomiędzy wejściem i wyjściem transoptora dioda LED fotodioda. 125.W jaki sposób na zaciskach złącza p-n wykorzystywanego jako fotoogniwo pojawia się siła elektromotoryczna? Jak spolaryzowane jest wówczas złącze? Podaj przykład wykorzystania takiego foto elementu. 126.Narysuj ch-kę I = f(u) fotoogniwa. Zdefiniuj podstawowe parametry opisujące ten element i przykłady jego zastosowania..