Analog Electronics MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Analog Electronics - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

एक ऑपरेशनल प्रवर्धक एक इंटीग्रेटेड परिपथ है जो कमजोर विद्युत संकेतों को बढ़ा सकता है। एक ऑपरेशनल प्रवर्धक में दो इनपुट पिन और एक आउटपुट पिन होता है। इसकी मूल भूमिका दो इनपुट पिन के बीच वोल्टेज अंतर को बढ़ाना और आउटपुट करना है।

OP-AMP इंटीग्रेटर:

OP-AMP इंटीग्रेटर के आउटपुट वोल्टेज के लिए व्यंजक इस प्रकार है:

\({V_0} = - \frac{1}{{{R_1}{C_f}}}\mathop \smallint \limits_0^t {V_{in}}dt\)

जहाँ,

Vin = इनपुट वोल्टेज

Vo = आउटपुट वोल्टेज

Cf = फीडबैक संधारित्र

R1 = इनपुट प्रतिरोध

VA, VB = आभासी ग्राउंड विभव

I = इनपुट धारा

Additional Information OP-AMP अवकलक:

OP-AMP अवकलक के आउटपुट वोल्टेज के लिए व्यंजक इस प्रकार है:

\({V_0} = - {R_f}C\frac{{d{V_{in}}}}{{dt}}\)

Vin = इनपुट वोल्टेज

Vo = आउटपुट वोल्टेज

Rf = फीडबैक प्रतिरोध

C = इनपुट धारिता

VA, VB = आभासी ग्राउंड बिंदु

Important Points

प्रतिरोध और संधारित्र की स्थिति बदलकर OP-AMP इंटीग्रेटर को अवकलक में और इसके विपरीत परिवर्तित किया जा सकता है।

सही उत्तर है: 2) एक परिपथ जो बिना किसी इनपुट के गैर-साइनसोइडल तरंग उत्पन्न करता है, उसे रैखिक दोलक कहा जाता है।

व्याख्या:

1. रैखिक दोलक (विकल्प 1 - सत्य)

   • साइनसोइडल तरंगरूप (जैसे, साइन तरंगें) उत्पन्न करते हैं।

   • उदाहरण: LC दोलक (हार्टले, कोलपिट्स), RC दोलक (वीन ब्रिज, फेज शिफ्ट)।

2. गैर-रैखिक दोलक (विकल्प 2 - असत्य)

   • गैर-साइनसोइडल तरंगरूप (जैसे, वर्ग, त्रिकोण, आरादंत तरंगें) उत्पन्न करते हैं।

   • रैखिक दोलक नहीं कहलाते हैं—इन्हें विश्राम दोलक या बहुकंपक कहा जाता है।

3. आवृत्ति निर्धारण (विकल्प 3 - सत्य)

   • दोलक आवृत्ति RC (प्रतिरोधक-संधारित्र) या LC (प्रारंभक-संधारित्र) नेटवर्क पर निर्भर करती है।

4. बहुकंपक (विकल्प 4 - सत्य)

   • वर्ग तरंगों, स्पंदों, या अन्य गैर-साइनसोइडल संकेतों को उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।

   • उदाहरण: अस्थिर, मोनोस्टेबल और बिस्टेबल बहुकंपक।

दिया गया है:

• इनपुट वोल्टेज: V(t) = sin²(t) + cos²(t) V
• भार प्रतिरोधक: 1 kΩ
• आदर्श डायोड (चालन करते समय कोई वोल्टेज पात नहीं)

मुख्य विश्लेषण:

1. इनपुट वोल्टेज सरलीकरण:

   त्रिकोणमितीय सर्वसमिका का उपयोग करते हुए:

   sin2(t) + cos2(t) = 1

   इसलिए, V(t) = 1 V (सभी समय पर स्थिर DC वोल्टेज)

2. डायोड व्यवहार:

   चूँकि इनपुट हमेशा धनात्मक (1V) है:

   • डायोड लगातार अग्र-अभिनत रहता है।
   • लघु परिपथ (0V पात) के रूप में कार्य करता है।
3. आउटपुट वोल्टेज:

   पूरा इनपुट प्रतिरोधक पर दिखाई देता है:

   \( V_{out}(t) = V(t) = 1 \text{ V} \)

औसत वोल्टेज गणना:

स्थिर DC वोल्टेज के लिए:

\(V_{avg} = \frac{1}{T}\int_0^T 1\ dt = 1 \text{ V} \)

अंतिम उत्तर:

4) +1 V

अवधारणा:

कोलपिट्स ऑसिलेटर LC ऑसिलेटर का एक प्रकार है जिसका उपयोग उच्च-आवृत्ति ज्यावक्रीय दोलनों को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से RF अनुप्रयोगों में।

यह LC समानांतर अनुनाद के सिद्धांत पर काम करता है और इसकी दोलन आवृत्ति निर्धारित करने के लिए संधारित्र और प्रेरकों के संयोजन का उपयोग करता है।

व्याख्या:

कथन 3 में दी गई सूत्र जिस तरह से व्यक्त किया गया है, वह गलत है।

दोलन की सही आवृत्ति इस प्रकार दी गई है:

\( \omega = \frac{1}{\sqrt{L \cdot C_{eq}}} \), जहाँ \( C_{eq} = \frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2} \)

यह श्रेणी में दो संधारित्रों की समतुल्य धारिता है।

निष्कर्ष:

कोलपिट्स ऑसिलेटर में दोलन आवृत्ति के लिए गलत सूत्र के कारण कथन 3 गलत है।

सही उत्तर है: 4) सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी की तुलना में ब्रिज दिष्टकारी के लिए ट्रांसफार्मर उपयोग कारक (TUF) बेहतर होता है।

व्याख्या:
ट्रांसफार्मर उपयोग कारक (TUF):
TUF इंगित करता है कि एक दिष्टकारी परिपथ में ट्रांसफार्मर का कितना कुशलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

ब्रिज दिष्टकारी TUF ≈ 0.812

सेंटर-टैप्ड पूर्ण-तरंग दिष्टकारी TUF ≈ 0.693

इसलिए, एक ब्रिज दिष्टकारी ट्रांसफार्मर का अधिक कुशलतापूर्वक उपयोग करता है, जिससे विकल्प 4 सही होता है।

Additional Information 
1) दोनों दिष्टकारी का PIV समान है
गलत — एक ब्रिज दिष्टकारी में, प्रत्येक डायोड केवल V_m (पीक वोल्टेज) का सामना करता है,
जबकि एक सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी में, प्रत्येक डायोड को 2V_m का सामना करना पड़ता है ⇒ PIV अधिक होता है।

2) दोनों के लिए ट्रांसफार्मर उपयोग कारक समान है
गलत — TUF ब्रिज दिष्टकारी में बेहतर है, समान नहीं।

3) सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी की तुलना में ब्रिज दिष्टकारी में दोगुना PIV होता है।
गलत — यह सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी है जिसमें उच्च PIV है, ब्रिज नहीं।

अंतिम उत्तर:
4) सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी की तुलना में ब्रिज दिष्टकारी के लिए ट्रांसफार्मर उपयोग कारक (TUF) बेहतर होता है।

धारणा:

एक दिष्टकारी की दक्षता को dc आउटपुट पावर के इनपुट पावर के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी की दक्षता होगी:

\(\eta = \frac{{{P_{dc}}}}{{{P_{ac}}}}\)

\(\eta= \frac{{\frac{{V_{dc}^2}}{{{R_L}}}}}{{\frac{{V_{rms}^2}}{{{R_L}}}}} \)

V_DC = DC या औसत आउटपुट वोल्टेज

R_L = भार प्रतिरोध

अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए आउटपुट DC वोल्टेज या औसत वोल्टेज निम्न द्वारा दिया जाता है:

\(V_{DC}=\frac{V_m}{\pi}\)

इसके अलावा अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए RMS वोल्टेज निम्न द्वारा दिया जाता है:

\(V_{rms}=\frac{V_m}{2}\)

गणना:

एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी की दक्षता होगी:

\(\eta= \frac{{{{\left( {\frac{{{V_m}}}{\pi }} \right)}^2}}}{{{{\left( {\frac{{{V_m}}}{{2 }}} \right)}^2}}} = 40.6\;\% \)

अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए अधिकतम दक्षता = 40.6%

टिप्पणी: पूर्ण-तरंग दिष्टकारी के लिए अधिकतम दक्षता = 81.2%

धारणा:

एक ट्रांजिस्टर के लिए आधार धारा, उत्सर्जक धारा और संग्राहक धारा निम्नानुसार हैं:

IE = IB + IC

जहाँ IC = β IB

β = ट्रांजिस्टर का धारा लाभ

NPN और PNP ट्रांजिस्टर दोनों के लिए विशिष्ट आधार-से एमीटर वोल्टेज, VBE निम्न है:

• यदि ट्रांजिस्टर एक सिलिकॉन पदार्थ का बना होता है, तो आधार-से एमीटर वोल्टेज VBE, 0.7 V होगा।
• यदि ट्रांजिस्टर एक जर्मेनियम पदार्थ का बना होता है, तो आधार-से एमीटर वोल्टेज VBE, 0.3 V होगा।

अनुप्रयोग:

दिए गए आंकड़े से, KVL लागू करें

10 - IB × RB - VBE = 0

आइए मान लें कि V_BE = 0.7 V

10 - IB (1 × 106) - 0.7 = 0

IB = 9.3 μA

हम जानते हैं कि,

IC = β IB

जहाँ,

IC  & IB = उभयनिष्ठ धारा और आधार धारा

इसलिए,

IC = 100 × 9.3 μA

= 930 μA

= 0.93 mA

≈ 1 mA

• डायोड एक इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण होता है जो इसके माध्यम से केवल एक दिशा में धारा के प्रवाह की अनुमति देता है।
• धारा प्रवाह डायोड के अग्र अभिनत होने पर अनुमत होती है।
• धारा प्रवाह डायोड के पश्च अभिनत होने पर निषिद्ध होती है।
• जब डायोड अग्र अभिनत होता है, तो तीर की दिशा परम्परागत धारा प्रवाह की दिशा को दर्शाता है।

​

• ऊपर दिए गए आरेख में प्रतीक एक अर्धचालक जंक्शन डायोड के परिपथ के प्रतीक को दर्शाती है।
• डायोड का ‘P’ पक्ष सदैव धनात्मक टर्मिनल होता है और अग्र अभिनत के लिए एनोड के रूप में नामित होता है।
• दूसरा पक्ष जो ऋणात्मक होता है, को कैथोड के रूप में नामित किया जाता है और डायोड का पक्ष ‘N’ होता है।

अवधारणा:

जेनर डायोड का कार्य नीचे दी गई आकृतियों में बताया गया है।

गणना:

दिया हुआ,

जेनर वोल्टेज Vz = 10 V

Ein = 6 V ⇒ Ein < Vz

इसलिए जेनर पश्च अभिनत हो जाएगा और खुला-परिपथित हो जाएगा।

आउटपुट वोल्टेज E₀ = 0 V

वैरेक्टर डायोड​:

• इसे परिवर्तनीय संधारित्र में हटाए गए डायोड के एक चिन्ह द्वारा दर्शाया जाता है जैसा नीचे दिया गया है:

• वैरेक्टर डायोड परिवर्तनीय संधारित्र डायोड को संदर्भित करता है, जिसका अर्थ है कि डायोड की धारिता इसके पश्च अभिनत होने पर लागू वोल्टेज के साथ रैखिक रूप से भिन्न होती है।
• पश्च अभिनत pn जंक्शन पर जंक्शन धारिता द्वारा दिया जाता है

​           \(C=\frac{A\epsilon}{W}\)

• चूँकि पश्च अभिनत वोल्टेज बढ़ता है, तो अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ती है जिसके परिणामस्वरूप जंक्शन धारिता में कमी होती है।

• वैरेक्टर डायोड का प्रयोग विद्युतीय समस्वरण प्रणाली में गतिशील भागों की आवश्यकता को हटाने के लिए किया जाता है
• वैरेक्टर [वोल्टकैप, वेरिकैप, वोल्टेज-परिवर्तनीय संधारित्र डायोड, परिवर्तनीय प्रतिक्रिया डायोड या समस्वरण डायोड भी कहा जाता है] डायोड अर्धचालक, वोल्टेज-स्वतंत्र, परिवर्तनीय संधारित्र हैं
• वैरेक्टर का प्रयोग वोल्टेज-नियंत्रक संधारित्र के रूप में किया जाता है और यह विपरीत-अभिनत अवस्था में संचालित होता है

• सीमक परिपथ को क्लिपर परिपथ के रूप में भी जाना जाता है।
• क्लिपर वह उपकरण होता है जो इनपुट AC सिग्नल के या तो धनात्मक अर्ध (शीर्ष अर्ध) या ऋणात्मक अर्ध (निम्नतम अर्ध), या धनात्मक या ऋणात्मक अर्ध दोनों को हटाता है।
• इनपुट AC सिग्नल की क्लिपिंग (निष्कासन) इस प्रकार की जाती है जिससे इनपुट AC सिग्नल का शेष भाग विकृत नहीं होगा।
• नीचे दिए गए परिपथ आरेख में धनात्मक अर्ध चक्र को श्रेणी धनात्मक क्लिपर का उपयोग करके हटाया जाता है।

ध्यान दें: एक क्लैंपर परिपथ को उस परिपथ के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिसमें एक डायोड, एक प्रतिरोधक और एक संधारित्र शामिल होता है जो तरंगरूप से लागू सिग्नल के वास्तविक रूप को परिवर्तित किये बिना वांछित DC स्तर में स्थानांतरित करता है।

प्रारंभिक प्रभाव:

• BJT द्वारा अभिव्यक्त किए जाने वाले प्रारंभिक प्रभाव का कारण एक उच्च संग्राहक-आधार पश्च अभिनति होता है
• जैसे-जैसे संग्राहक से आधार जंक्शन की विपरीत अभिनति बढ़ती है, तो अवक्षय क्षेत्र आधार में अधिक प्रवेश करती है क्योंकि आधार हलके रूप से अपमिश्रित होता है।
• यह प्रभावी आधार चौड़ाई को कम कर देता है और इसलिए आधार में सांद्रता की प्रवणता बढ़ जाती है।
• प्रभावी आधार चौड़ाई में यह कमी आधार क्षेत्र में वाहकों के कम पुनर्संयोजन का कारण बनती है जिसके परिणामस्वरूप संग्राहक धारा में वृद्धि होती है। इसे प्रारंभिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है।
• आधार चौड़ाई में कमी के कारण ß में वृद्धि होती है और इसलिए संग्राहक धारा स्थिर रहने के बजाय संग्राहक वोल्टेज के साथ बढ़ती है।
• प्रारंभिक प्रभाव द्वारा प्रस्तावित ढलान IC के साथ लगभग रैखिक है और उभयनिष्ठ-उत्सर्जक विशेषताओं को वोल्टेज अक्ष VA के साथ एक प्रतिच्छेदन का बहिर्वेशन किया जाता है, जिसे प्रारंभिक वोल्टेज कहा जाता है।

यह निम्नलिखित VCE (पश्च वोल्टेज) बनाम IC (संग्राहक धारा) वक्र की सहायता से समझाया गया है:

संकल्पना:

\(\beta = \frac{\alpha }{{1 - \alpha }}\)

जहाँ β = उभयनिष्ठ-उत्सर्जक धारा लाभ 

α = उभयनिष्ठ आधार धारा लाभ 

गणना:

उभयनिष्ठ आधार धारा लाभ = α = 0.98

\(\beta = \frac{{0.98}}{{1 - 0.98}} = 49\)

सूचना: \(\alpha = \frac{{{I_C}}}{{{I_E}}}\) और \(\beta = \frac{{{I_C}}}{{{I_B}}}\)

जहाँ I_C = संग्राहक धारा 

I_E = उत्सर्जक धारा

BJT ऐम्प्लीफायर:

• ट्रांजिस्टर अभिनति एक ऐम्प्लीफायर के रूप में इसके कार्य के लिए आवश्यक संतुलित DC संचालन स्थितियों को रखने के लिए किया जाता है। 
• एक उपयुक्त अभिनत ट्रांजिस्टर में संतृप्त मोड के केंद्र और विच्छेद मोड अर्थात् सक्रीय मोड पर इसका Q - बिंदु (IC और VCE की तरह DC संचालन मानदंड) होना चाहिए। 
• ट्रांजिस्टर संचालन के सक्रीय मोड में एमिटर-आधार संधि अग्र-अभिनत है और संग्राहक-आधार संधिविपरीत अभिनत होता है। 
• ट्रांजिस्टर संचालन के विच्छेद मोड में उत्सर्जक-आधार संधि उत्क्रम अभिनत है और संग्राहक-आधार संधि उत्क्रम अभिनत है।

BJT संचालनों के लिए विभिन्न मोड निम्न हैं: