2019 A/L Physics Past Paper · Question 37 (Sinhala Medium)

Answer: (5) $R_B = 10$ kΩ, $R_C = 290$ Ω

දී ඇති තොරතුරු

දී ඇති දෑ:

$V_{CC} = 5$ V.

LED: 2 V සහ 10 mA.

$V_{BE} = 0.7$ V, $\beta = 100$ සහ $V_{CE(sat)} = 0.1$ V.

පාදමේ විභව බෙදුම $3.3\ \text{k}\Omega$ සහ $1.7\ \text{k}\Omega$.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ:

LED එකට ප්‍රශස්ථ ලෙස 2 V සහ 10 mA ලැබීමට අවශ්‍ය $R_B$ සහ $R_C$.

අදාළ න්‍යාය

ට්‍රාන්සිස්ටරය ස්විච්චියක් ලෙස ක්‍රියා කරන විට එය සංතෘප්ත අවස්ථාවේ ඇත, එබැවින් $V_{CE} = V_{CE(sat)}$.

සංග්‍රාහක ධාරාව තීරණය වන්නේ $R_C$ මගිනි.

සක්‍රිය ප්‍රදේශයේ සීමාවේ දී $I_C = \beta I_B$ ය. එය අවශ්‍ය අවම පාදම ධාරාව දෙයි.

විභව බෙදුම $V = V_{CC}\dfrac{R_2}{R_1 + R_2}$ දෙයි.

නැඹුරු විභවය 0.8 Vවලට වැඩි වූ විට $I_B$ උපරිම අගයක් ගෙන ට්‍රාන්සිස්ටරය සන්තෘප්ත අවස්ථාවට පත් වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$V_{CC} = I_CR_C + V_{LED} + V_{CE(sat)}$

$I_B = \frac{I_C}{\beta}$

$R_B = \frac{V_{div} - V_{BE}}{I_B}$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

සැලැස්ම:

මුලින් විභව බෙදුමේ වෝල්ටීයතාව.

ඉන්පසු LED ධාරාවෙන් $R_C$.

ඉන්පසු අවශ්‍ය පාදම ධාරාව.

අවසානයේ $R_B$.

තර්කය / ගණනය

$1.7$

$V_{div} = 5 \times \frac{1.7}{3.3 + 1.7}$

$290$

$R_C = \frac{5 - 2 - 0.1}{0.010}$

$0.1$

$I_B = \frac{10\ \text{mA}}{100}$

$10$

$R_B = \frac{1.7 - 0.7}{0.1 \times 10^{-3}}$

පරීක්ෂා කිරීම

ඒකක පරීක්ෂාව:

$$\dfrac{\text{V}}{\text{A}} = \Omega$$

$R_C$ හි $\dfrac{2.9\ \text{V}}{0.01\ \text{A}}$ ඇත.

$R_B$ හි $\dfrac{1\ \text{V}}{10^{-4}\ \text{A}}$ ඇත.

දෙකම ඕම් දෙයි.

සටහනක්:

පිළිතුර (5) විභව බෙදුම ස්ථාවර 1.7 V ප්‍රභවයක් ලෙස සලකයි.

සැබෑ විභව බෙදුමට ද ප්‍රතිරෝධයක් ඇත, $\dfrac{3.3 \times 1.7}{5} = 1.12\ \text{k}\Omega$.

එය සමග $R_B = 10\ \text{k}\Omega$ නම් $I_B \approx 0.09$ mA ය. එය සංතෘප්ත සීමාවට මදක් පහළින් ය.

$1\ \text{k}\Omega$ වැනි කුඩා $R_B$, වරණය (3), ට්‍රාන්සිස්ටරය ස්ථිරව සංතෘප්ත කරයි.

නමුත් ප්‍රශ්නයට අවශ්‍ය $\beta$ ගෙන් පාදම ධාරාව සෙවීමයි. එබැවින් පිළිතුර (5).

ගුරු සටහන

මෙය සාධාරණ ද?

$R_C = 290\ \Omega$ සමග LED එකට 10 mA ලැබේ.

$R_B = 10\ \text{k}\Omega$ සමග $\beta I_B = 10$ mA ලැබේ.

දෙකම එකඟ වේ.

$(5 - 2 - 0.1) / 0.01$

නිගමනය

$R_B = 10\ \text{k}\Omega,\ R_C = 290\ \Omega$

$R_C = \dfrac{2.9\ \text{V}}{10\ \text{mA}} = 290\ \Omega$.

$I_B = \dfrac{I_C}{\beta} = 0.1$ mA.

$R_B = \dfrac{1.7 - 0.7}{0.1\ \text{mA}} = 10\ \text{k}\Omega$.

එබැවින් පිළිතුර වරණය (5) යි.