Analog Electronics MCQ Quiz in मराठी - Objective Question with Answer for Analog Electronics - मोफत PDF डाउनलोड करा

सेमीकंडक्टर डायोड संदर्भात,

डायोडला कंडक्टिंग क्षेत्रात प्रवेश करण्यापूर्वी काही कमी धन व्होल्टेज लागू करणे आवश्यक असते.

योग्य उत्तर: 3) 3A

स्पष्टीकरण:
1. आदर्श डायोड्स: डायोड्स आदर्श असल्याने, ते फॉरवर्ड बायस असताना विद्युतधारा चालवतील (शॉर्ट सर्किट म्हणून कार्य करतील) आणि रिव्हर्स बायस असताना विद्युतधारा अवरोधीत करतील (ओपन सर्किट म्हणून कार्य करतील).
2. व्होल्टेज स्रोत: 20 व्होल्टचा स्रोत रोध आणि डायोडच्या संयोजनाशी जोडलेला असतो.

1. डावीकडील डायोड:
डाव्या डायोडचा अ‍ॅनोड 10 Ω रोधाद्वारे 20 V स्त्रोताशी जोडलेला आहे.
जर हा डायोड फॉरवर्ड बायस्ड असेल, तर तो कंडक्टींग होईल, ज्यामुळे 10 Ω रोधामधून विद्युतधारा जाईल.

2. उजवीकडील डायोड:
उजवा डायोड 20 Ω रोधाद्वारे अर्थशी जोडलेला आहे.
जर हा डायोड फॉरवर्ड बायस्ड असेल, तर तो 20 Ω रोधामधून अर्थकडे विद्युतधारा जाऊ देईल.

परिपथाला 10 Ω आणि 20 Ω रोधांमधून विद्युतधारा चालवण्यासाठी, दोन्ही डायोड्स फॉरवर्ड बायस्ड असणे आवश्यक आहे. याचा अर्थ असा की, आदर्श परिस्थितीत दोन्ही डायोड्स शॉर्ट सर्किट्स म्हणून कार्य करत आहेत.

दोन्ही डायोड्स कंडक्टींग असताना:
10 Ω आणि 20 Ω हे रोध समांतर जोडणीत आहेत, कारण त्यांच्यादरम्यान समान व्होल्टेज आहे (कारण दोन्ही डायोड आदर्श आणि कंडक्टींग आहेत).

समांतर जोडणीत 10 Ω आणि 20 Ω चा समतुल्य रोध R_{समतुल्य} पुढीलप्रमाणे मोजला जातो:

\(\frac{1}{R_{\text{eq}}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{20}\)
\( R_{\text{eq}} = \frac{10 \times 20}{10 + 20} = \frac{200}{30} = \frac{20}{3} \, Ω \approx 6.67 \, Ω\)

ओहमच्या नियमानुसार, \(I = \frac{V}{R_{\text{eq}}} : \)
\(I = \frac{20 \, \text{V}}{6.67 \, Ω} \approx 3 \, \text{A}\)

निरसन
परिपथामधील विद्युतधारा I चे अचूक मूल्य अंदाजे 3 A आहे.

Additional Information
डायोड वर्तन: हे निरसन आदर्श डायोड गृहीत धरते, जे विद्युतधारा चालवताना शून्य व्होल्टेज ड्रॉप दर्शवते.
व्यावहारिक गृहीतक: वास्तविक परिपथामध्ये, सिलिकॉन डायोड्समध्ये साधारणपणे 0.7 V इतका फॉरवर्ड व्होल्टेज ड्रॉप असतो, ज्यामुळे विद्युतधारा गणनामध्ये थोडासा बदल होतो.

"पर्याय 3" योग्य आहे.

संकल्पना:

• रिव्हर्स बायस्ड स्थितीत, डायोडने रिव्हर्स करंटला दिलेला रोध रिव्हर्स रोध म्हणून ओळखला जातो.
• आदर्शपणे, डायोडचा रिव्हर्स रोध अनंत मानला जातो.
• तथापि, प्रत्यक्ष व्यवहारात, रिव्हर्स रोध अमर्याद नसतो, कारण रिव्हर्स बायस असताना डायोड एक लहान लीकेज करंट (मायनरिटी कॅरियर्समुळे) चालवतो.
• फॉरवर्ड रोधाच्या तुलनेत रिव्हर्स रोधाचे मूल्य खूप जास्त असते.
• सिलिकॉन डायोडसाठी रिव्हर्स ते फॉरवर्ड रोधाचे गुणोत्तर 100000 : 1 असते, तर जर्मेनियम डायोडसाठी ते 40000 : 1 असते.

पर्याय 3 योग्य आहे.

संकल्पना:

जेव्हा p-टाइप आणि n-टाइप सेमीकंडक्टर एकत्र जोडून pn जंक्शन किंवा डायोड जंक्शन तयार केले जाते, तेव्हा जंक्शनच्या n-बाजूजवळील मुक्त इलेक्ट्रॉन (n-टाइप सामग्रीचे बहुसंख्य वाहक) जंक्शन ओलांडून p-बाजूला पसरतात. त्याच वेळी, p-बाजूवरील जंक्शनजवळील होल्स (p-टाइप सामग्रीचे बहुसंख्य वाहक) n-बाजूला पसरतात.

या प्रक्रियेदरम्यान, ऋण प्रभारीत इलेक्ट्रॉन धन प्रभारीत होल्सशी एकत्र येतात. मुक्त इलेक्ट्रॉन जंक्शनजवळ n-टाइपच्या सामग्रीत धन प्रभारीत आयन सोडतात आणि होल्स जंक्शनजवळ p-टाइपच्या सामग्रीत ऋण प्रभारीत आयन सोडतात.

या संक्रमणामुळे, जंक्शनजवळ 'डेप्लीशन रीजन' नामक एक क्षेत्र तयार होते. या क्षेत्रात बहुसंख्य वाहक (मुक्त इलेक्ट्रॉन किंवा होल्स) नसतात, म्हणूनच त्याला हे नाव पडले आहे.

शिवाय, डेप्लीशन रीजनमध्ये मागे सोडलेले आयन जंक्शनवर एक विद्युत क्षेत्र तयार करतात, जे जंक्शन ओलांडून बहुसंख्य चार्ज वाहकांच्या पुढील प्रवाहाला रोध करते.

म्हणून, दिलेले सर्व पर्याय, pn जंक्शन तयार झाल्यावर निकालांचा भाग मानले जाऊ शकतात, परंतु एकूण प्रक्रियेचा सारांश:

1. n-टाइपच्या सामग्रीत धन आयन आणि p-टाइपच्या सामग्रीत ऋण आयनांची निर्मिती.
2. p-टाइपच्या सामग्रीपासून होल्सचा प्रसार होतो (परंतु ते होल्सचा थर नव्हे तर ऋण आयनांचा थर सोडतात).
3. जंक्शनजवळील क्षेत्रात बहुसंख्य चार्ज वाहकांचे (n-टाइपमधील इलेक्ट्रॉन, p-टाइपमधील होल्स) क्षीणतेमुळे 'डेप्लीशन रीजन' तयार होते.
4. मागे सोडलेले आयन एक विद्युत क्षेत्र तयार करतात, जे इलेक्ट्रॉन/होल्सच्या एका बाजूपासून दुसऱ्या बाजूच्या हालचालींना प्रतिबंधित करते.

अशाप्रकारे, हे सर्व पर्याय योग्य आहेत. तथापि, जर आपण pn जंक्शनच्या निर्मिती दरम्यानची सर्वात महत्त्वाची घटना निवडली, तर योग्य उत्तर असे असेल:

जंक्शनजवळील क्षेत्रात बहुसंख्य चार्ज कॅरियर्सच्या संख्येत घट होते. या प्रक्रियेमुळे विद्युत क्षेत्र तयार होते, जे डायोडचे वर्तन परिभाषित करते.

बरोबर पर्याय 4 आहे

गणना:

येथे सिलिकॉन PN जंक्शन डायोड आहे, डायोडला डायोडच्या कट-इन व्होल्टेजच्या समतुल्य व्होल्टेज सोर्सने बदलले जाईल.

दिलेल्या सर्किटसाठी, डायोडला 0.7 V व्होल्टेज सोर्सने बदलले आहे.

सर्किटमधून वाहणारा प्रवाह = \(\frac{2.7 - 0.7}{1+1}\)= 1 A

आउटपुट व्होल्टेज V₀ = 1 x 1= 1 V

संकल्पना:

रेक्टिफायरची कार्यक्षमता डीसी आउटपुट पॉवर आणि इनपुट पॉवरचे गुणोत्तर म्हणून परिभाषित केली जाते.

अर्ध-वेव्ह रेक्टिफायरची कार्यक्षमता असेल:

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

V_DC = डीसी किंवा सरासरी आउटपुट व्होल्टेज

R_L =  रोध भार 

अर्ध-वेव्ह रेक्टिफायरसाठी, आउटपुट डीसी व्होल्टेज किंवा सरासरी व्होल्टेज याद्वारे दिले जाते:

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

तसेच, अर्ध-वेव्ह रेक्टिफायरसाठी आरएमएस व्होल्टेज द्वारे दिले जाते:

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

गणना:

अर्ध-वेव्ह रेक्टिफायरची कार्यक्षमता असेल:

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

हाफ वेव्ह रेक्टिफायरसाठी कमाल कार्यक्षमता = 40.6%

टीप: फुल वेव्ह रेक्टिफायरसाठी कमाल कार्यक्षमता = 81.2%

• ट्रान्झिस्टर प्रवर्धक, ज्यामध्ये आदान प्रत्यावर्ती धारा संकेताच्या संपूर्ण चक्रासाठी संग्राही प्रवाह प्रवाहित होतो त्याला वर्ग A प्रवर्धक म्हणतात.
• ट्रान्झिस्टर प्रवर्धक, ज्यामध्ये प्रत्यावर्ती धारा  संकेताच्या अर्ध्या चक्रासाठी संग्राही प्रवाह प्रवाहित होतो त्याला वर्ग B प्रवर्धक म्हणतात.
• ट्रान्झिस्टर प्रवर्धक, ज्यामध्ये संग्राही  प्रवाह प्रत्यावर्ती धारा संकेताच्या अर्ध्या चक्रापेक्षा कमी प्रवाहित होतो त्याला वर्ग C प्रवर्धक म्हणतात.

• शक्ति प्रवर्धीमध्ये, सुधारित आउटपुट ac पॉवर लेव्हल लागू केलेल्या dc पुरवठ्यांमधून ऊर्जा हस्तांतरणाचा परिणाम आहे.
• ही लागू केलेली dc पॉवर आहे जी ac पॉवर आउटपुटला इनपुट ac पॉवरपेक्षा जास्त करण्याची परवानगी देते. दुसऱ्या शब्दांत, ac डोमेनमध्ये dc पॉवरची "अदलाबदल" हाेते ज्यामुळे उच्च आउटपुट ac पॉवर मिळते.
• रूपांतरण कार्यक्षमता खालीलप्रमाणे परिभाषित केली आहे:

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

          Po(ac) ही लोडची ac पॉवर आहे

          P_i(dc) हा पुरवठा केलेला dc पॉवर आहे.

वर्ग B शक्ति प्रवर्धीसाठी कमाल सैद्धांतिक कमाल कार्यक्षमता 78.5% आहे

बार्कहॉसेन स्थिरता निकष

बार्कहॉसेन स्थिरता निकष हा एक गणितीय आवश्यकता आहे जो इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये वापरला जातो की एखादा रेषीय इलेक्ट्रॉनिक सर्किट कंपन करू शकतो की नाही हे भाकीत करण्यासाठी.

हे सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटरच्या डिझाइनमध्ये तसेच सामान्य नकारात्मक प्रतिसाद सर्किटमध्ये वापरले जाते जसे की ऑप-अँप्स त्यांना कंपन करण्यापासून रोखण्यासाठी.

बार्कहॉसेनचे निकष हे कंपनासाठी आवश्यक पण पुरेसे असेल असे नाही:

कंपनासाठी बार्कहॉसेन अटी:

ते असे म्हणते की जर 'A' हे सर्किटमधील वाढत्या घटकाचे नफा आहे आणि β(s) हा प्रतिसाद पथ हस्तांतरण कार्य आहे, तर βA हे सर्किटच्या प्रतिसाद लूपभोवतीचे लूप नफा आहे, सर्किट फक्त त्या वारंवारतेवर स्थिर-स्थिती कंपन राखेल ज्यासाठी:

1. लूप नफा पूर्ण परिमाणात एकाच्या समतुल्य आहे, याचा अर्थ असा की |βA| = 1
2. लूपमधून होणारा टप्पा बदल शून्य किंवा 2π किंवा 360⁰ चा पूर्णांक गुणक आहे.

महत्वाचे मुद्दे

• एक परिपथ ज्यामध्ये डायोड, एक रोधक आणि एक कपॅसिटर असते जे लागू केलेल्या सिग्नलचे वास्तविक स्वरूप न बदलता तरंगरूप इच्छित DC पातळीवर हलवते अशी क्लॅम्पर परिपथाची व्याख्या केली जाऊ शकते.
• तरंगरूपाचा कालावधी राखण्यासाठी, ताऊ अर्ध्या कालावधीपेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे (कपॅसिटरचा डिस्चार्ज वेळ मंद असायला पाहिजे)

शिफ्टिंगवर अवलंबून, क्लॅम्पर सर्किट दोनमध्ये विभागले जाते:

धनात्मक क्लॅम्पर:

ऋणात्मक क्लॅम्पर:

क्लिपर्स:

• क्लिपर हे एक असे उपकरण आहे जे एकतर अर्धे धनात्मक (वरचा अर्धा) किंवा अर्धे ऋणात्मक (खालचा अर्धा) किंवा इनपुट AC सिग्नलचे धनात्मक आणि ऋणात्मक दोन्ही भाग काढून टाकते.
• इनपुट AC सिग्नलचे क्लिपिंग (काढून टाकणे) अशा प्रकारे केले जाते की इनपुट AC सिग्नलचा उर्वरित भाग विपरीत होणार नाही
• खालील सर्किट आकृतीमध्ये, धनात्मक क्लिपर मालिकेचा वापर करून अर्धे धनात्मक चक्र काढून टाकले जातात.

रेक्टिफायर:

• रेक्टिफायर हे एक विद्युत उपकरण आहे जे अधूनमधून दिशा उलटणार्‍या अल्टरनेटिंग विद्युतप्रवाह (AC) चे, केवळ एकाच दिशेने वाहणार्‍या डायरेक्ट विद्युतप्रवाहात (DC) रूपांतर करते.
• रिव्हर्स ऑपरेशन हे इन्व्हर्टरद्वारे केले जाते. ही प्रक्रिया रेक्टिफिकेशन म्हणून ओळखली जाते कारण ती विद्युतप्रवाहाची दिशा "सरळ" करते.

सेंटर टॅप ब्रिज वेव्ह रेक्टिफायरचे योग्य प्रतिनिधित्व खाली दाखवल्याप्रमाणे आहे:

प्रवर्धक:

• प्रवर्धक हे एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे जे सिग्नलची शक्ती वाढवू शकते.
• इनपुट कमकुवत सिग्नल म्हणून दिले गेले आहे आणि आउटपुट इनपुटची विस्तारित आवृत्ती आहे.
• प्रवर्धकद्वारे प्रदान केलेल्या प्रवर्धनाचे प्रमाण त्याच्या नफ्याद्वारे मोजले जाते. 

​

• FET हे व्होल्टेज-चालित/नियंत्रित साधन आहे, म्हणजे निष्पन्न प्रवाह विद्युत क्षेत्राद्वारे नियंत्रित केला जातो.
• दोन अग्रांमधून प्रवाह तिसऱ्या अग्रावर (द्वार) व्होल्टेजद्वारे नियंत्रित केला जातो.
• हे एकधुवीय उपकरण आहे (धारा वहन केवळ एका प्रकारच्या बहुसंख्य वाहक एकतर इलेक्ट्रॉन किंवा वंचिकेमुळे होते)
• यात उच्च निविष्टि संरोध आहे.

• FET साठी, एकतर

  \({I_D} = {I_{{D_{SS}}}}{\left( {1 - \frac{{{V_{GS}}}}{{{V_P}}}} \right)^2}\)JFET च्या बाबतीत

  किंवा

  \({I_D} = K{\left( {{V_{GS}} - {V_T}} \right)^2}\) MOSFET च्या बाबतीत

  तर, FET हा व्होल्टेज-नियंत्रित प्रवाह स्त्रोत आहे.

FET आणि BJT मधील फरक खालील तक्त्यामध्ये स्पष्ट केला आहे:

इलेक्ट्रो ल्युमिनन्स हे योग्य उत्तर आहे.

Key Points

• लाइट इमिटिंग डायोड (LED) अर्थात प्रकाश उत्सर्जक डायोड इलेक्ट्रो ल्युमिनन्सच्या तत्त्वावर कार्य करतो.
• लाइट इमिटिंग डायोड:
  • हे एक सेमीकंडक्टर उपकरण आहे.
  • जेव्हा विद्युतधारा त्यांच्यामधून जातो, तेव्हा ते प्रकाश उत्सर्जित करतात.
  • रात्रीच्या प्रकाशयोजना, कला प्रकाशयोजना आणि बाहेरील प्रकाशयोजना यासारख्या अनेक अनुप्रयोगांसाठी LED दिवे आदर्श आहेत.
• इलेक्ट्रोल्युमिनेसेन्स:
  • हे विद्युत उर्जेचे प्रकाश उर्जेमध्ये गैर-औष्णिक रूपांतरण आहे.
  • ही एक प्रकाशीय प्रक्रिया आहे, जी पदार्थातून विद्युतधारा जाताना होल आणि इलेक्ट्रॉनच्या रेडिएटिव्ह पुनर्संयोजनाच्या परिणामी फोटॉनची निर्मिती करते.
• LEDs इलेक्ट्रोल्युमिनेसेन्सच्या तत्त्वावर कार्य करतात.
• डायोडमधून विद्युतधारा गेल्यावर, मायनॉरिटी प्रभार वाहक आणि मेजोरिटी प्रभार वाहक जंक्शनवर पुन्हा एकत्र येतात. पुनर्संयोजनावर, फोटॉनच्या स्वरूपात ऊर्जा सोडली जाते.

ट्रान्झिस्टर म्हणून काम केले जाऊ शकते

1) संपृक्तता प्रदेशात बंद किंवा चालू स्विच

2) कट ऑफ प्रदेशात स्विच उघडा किंवा बंद करा

3) प्रवाह आरशामध्ये रोधक

4) कटऑफ आणि सॅच्युरेशन क्षेत्रामध्ये इन्व्हर्टर

5) सक्रिय प्रदेशात ॲम्प्लीफायर

6) लेव्हल शिफ्टरमधील कॅपेसिटर

अतिउच्च व्यस्त विद्युतदाब हे व्यस्त द्विअग्री डायोडवर दिसणारे कमाल व्होल्टेज आहे:

जर E_m हे कंपस्वरूप इनपुट सिग्नलचे कमाल विद्युतदाब असेल

तर

मध्यम लहरी परिशोधकासाठी \({\rm{PIV\;}} = {\rm{\;}}{{\rm{E}}_{\rm{m}}}\)

उच्च लहरी परिशोधकासाठी \({\rm{PIV\;}} = {\rm{\;}}2{{\rm{E}}_{\rm{m}}}\)

ब्रिज लहरी परिशोधकासाठी \({\rm{PIV\;}} = {\rm{\;}}{{\rm{E}}_{\rm{m}}}\)

• व्यवहारात, कोणताही डायोड हा आदर्श डायोड नसतो, याचा अर्थ ते फॉरवर्ड बायस्ड असताना परिपूर्ण वाहक म्हणून काम करत नाही किंवा रिवर्स बायस्ड असताना ते रोधी म्हणून काम करत नाही.
• डायोडद्वारे विद्युत धारा प्रवाही फॉरवर्ड बायस कंडिशनला केलेला विरोध त्याचा फॉरवर्ड रोध म्हणून ओळखला जातो.
• डायोडमधील DC व्होल्टता आणि त्यातून वाहणाऱ्या DC धाराचे गुणोत्तर घेऊन फॉरवर्ड रोध मोजला जातो.
• डायोडच्या फॉरवर्ड रोधचे मूल्य 1 ते 25 ओहम पर्यंत खूप लहान आहे.
• रिव्हर्स बायस्ड कंडिशन अंतर्गत, डायोडने रिव्हर्स धाराला केलेला विरोध आदर्शदृष्ट्या, डायोडचा रिव्हर्स रोध अनंत मानला जातो.​