2020 A/L Physics Past Paper · Question 15 (Sinhala Medium)

Answer: (5) කාරකාත්මක වර්ධකයක් (op-amp) වෝල්ටීයතා සංසන්දකයක් ලෙස භාවිත කරන විට එය සංවෘත පුඩු වින්‍යාසයෙන් භාවිත කරනු ලැබේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

ප්‍රකාශ පහම "සරි", "සරි නැත" ලෙස වර්ගීකරණය කළ යුතුය; ප්‍රශ්නය අසන්නේ සරි නොවන එකම ප්‍රකාශය. අයිතම: (1) නිසග අර්ධ සන්නායකයක්, (2) පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයක්, (3) BJT එකක්, (4) JFET එකක්, (5) op-amp සංසන්දකයක්.

අදාළ න්‍යාය

නිසග අර්ධ සන්නායකයේ උෂ්ණත්වය වැඩි කරන විට බන්ධන වැඩියෙන් බිඳ වැටෙන හෙයින් නිසග වාහක සාන්ද්‍රණය $(n)$ වැඩි වේ. මේ නිසා ප්‍රතිරෝධකතාව අඩු වේ. මේ නිසා නිසග අර්ධ සන්නායකවල ප්‍රතිරෝධයේ උෂ්ණත්ව සංගුණකය ඍණ $(-)$ අගයක් ගනියි.

ඉහත දැක්වූ සෘජුකාරක පරිපථ දෙකෙහි ම ප්‍රතිදානය ලෙස ලැබෙන ධාරාව එක් දිශාවකට ගලන ධාරාවක් වුවත් ඊට අදාළ වෝල්ටීයතාව ශුන්‍යයේ සිට $V_m$ දක්වා වෙනස් වන්නා වූ වෝල්ටීයතා ස්පන්ද පෙළකි.

වාහක විමෝචනය සඳහා භාවිත වන අර්ධ සන්නායකය අධිකව මාත්‍රණය කර ඇති අතර වාහක සංඛ්‍යාව වැඩි කිරීම මෙහි අරමුණයි.

වාහක සංග්‍රහණය කරන සංග්‍රාහකය, විමෝචකය හා පාදමට අතරමැදි ප්‍රමාණයට මාත්‍රණය කර ඇත.

මෙම අවස්ථාවේ දී $I_D$ උපරිම සන්තෘප්ත අගයට එළඹ ඇතැයි ද එම ධාරාව උපරිම සන්තෘප්ත ධාරාව යැයි ද කියනු ලැබේ. $I_{DSS}$ වලින් මෙම උපරිම සන්තෘප්ත ධාරාව දක්වනු ලැබේ (2.43 (b) රූපය).

$V_{GS} = 0$ V හි දී $I_D$ සන්තෘප්ත බවට පත්වන $V_{DS}$ හි අගය කෙනෙහුම් වැසුම් විභවය $V_P$ වන අතර එය යම් FET එකක් සඳහා නියත අගයක් වේ. මෙම අවස්ථාවේ ඇති සන්තෘප්ත ධාරාව ද එම FETය සඳහා නියත අගයක් වේ.

කාරකාත්මක වර්ධකයක විවෘත පුඩු අවස්ථාවේ දී රේඛීය ප්‍රදේශය ඉතා ම පටු බැවින් ප්‍රායෝගික ව මෙසේ සිදු වේ

වශයෙන් ප්‍රතිදාන අවස්ථා දෙකක් ලබා දෙන බැවින් මෙම කාරකාත්මක වර්ධක පරිපථය වෝල්ටීයතා සංසන්දකයක් සේ ක්‍රියා කරයි.

එක් එක් ප්‍රකාශයෙන් පරීක්ෂා වන්නේ: (1) නිසග වාහක සාන්ද්‍රණය උෂ්ණත්වය සමඟ වැඩි වීම; (2) සෘජුකෘත ප්‍රතිදානය ස්පන්දන ධාරාවක් වීම; (3) විමෝචකය වඩාත්ම අධිකව මාත්‍රණය වීම, සංග්‍රාහකය අතරමැදි; (4) $I_{DSS}$ ($V_{GS} = 0$) උපරිම කානු ධාරාව වීම; (5) සංසන්දකයක ප්‍රතිපෝෂණයක් නැති වීම — විවෘත පුඩුවේ ඉතා විශාල ලාභය නිසා කුඩා අන්තර ප්‍රදානයක් වුවද ප්‍රතිදානය $\pm V_S$ දක්වා තල්ලු කරයි.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

එක් එක් ප්‍රකාශය එහි උපාංගයේ හැසිරීම සමඟ වර්ගීකරණය කර ඇත.

(1) නිසග සන්නායකතාව උෂ්ණත්වය සමඟ වැඩි වේ

සරිය

බන්ධන බිඳී $n_i$ වැඩි වේ, ප්‍රතිරෝධය අඩු වේ

(2) පූර්ණ තරංග සෘජුකාරකයෙන් නියත d.c. නැත

ප්‍රතිදානය $0$ සිට $V_m$ දක්වා ස්පන්දනය වේ; සුමටනය අවශ්‍ය

(3) විමෝචකය සංග්‍රාහකයට වඩා අධිකව මාත්‍රණය

විමෝචකය වඩාත්ම; සංග්‍රාහකය අතරමැදි; පාදම අවම

(4) $V_{GS} = 0$ හි $I_D$ උපරිම

$I_{DSS}$ — ඕනෑම අවස්ථාවක උපරිම $I_D$

(5) සංසන්දකය සංවෘත පුඩුවේ

සරි නැත

සංසන්දකයට ප්‍රතිපෝෂණයක් නැත; විවෘත පුඩුව, ප්‍රතිදාන අවස්ථා දෙකක් $\pm V_S$

සම්පූර්ණ වර්ගීකරණය විකල්ප සමඟ සසඳා බැලීම: (1)-(4) සරි ය; "සරි නැත" වර්ගයට ගැලපෙන්නේ (5) පමණි — විකල්පය (5).

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

සරි ප්‍රකාශයක්: උෂ්ණත්වය සමඟ නිසග වාහක වැඩි වේ.

සරි ප්‍රකාශයක්: සෘජුකෘත ප්‍රතිදානය ස්පන්දන පෙළකි.

සරි ප්‍රකාශයක්: විමෝචකය තුනෙන් වඩාත්ම අධිකව මාත්‍රණය වේ.

සරි ප්‍රකාශයක්: $I_{DSS}$ උපරිම ධාරාව.

නිගමනය

සංසන්දකය ක්‍රියා කරන්නේ විවෘත පුඩුවේ ය; "සංවෘත පුඩුවෙන් භාවිත" යන (5) සරි නැත — පිළිතුර (5).

සෑම op-amp පරිපථයකටම සංවෘත පුඩු ප්‍රතිපෝෂණය අවශ්‍ය යැයි උපකල්පනය කිරීම.

වර්ධකවලට ප්‍රතිපෝෂණය අවශ්‍ය ය; සංසන්දකයට නැත — එහි ප්‍රතිදානය $+V_S$ හෝ $-V_S$ පමණි.