2022 A/L Physics Past Paper · Question 44 (Sinhala Medium)

Answer: (3) $5\ \text{k}\Omega$, $7.5\ \text{k}\Omega$

දී ඇති තොරතුරු

දන්නා දේ:

සිලිකන් ට්‍රාන්සිස්ටරයක විමෝචකය භූගත කර ඇත, $0\ \text{V}$. සැපයුම $V_{cc} = +10\ \text{V}$.

$100\ \text{k}\Omega$ ප්‍රතිරෝධකයක් සැපයුම පාදමට සම්බන්ධ කරයි. විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකයක් $R$ පාදම භූගත කරයි.

$R_c$ හි අගය දී නැත. එය අපට අවශ්‍ය නැත, මන්ද පෙදෙස තීරණය කරන්නේ පාදමේ වෝල්ටීයතාවයි.

$R$ අකුර තබාගෙන විකල්පවල ඇති අගයන් අත්හදා බලමු.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: කැපී යාමට $R$ හි අගය සහ ක්‍රියාකාරී පෙදෙසට $R$ හි අගය.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$V_{cc}$ ($\text{V}$): සැපයුම් වෝල්ටීයතාව, $+10\ \text{V}$.

$R$ ($\text{k}\Omega$): පාදමේ සිට භූමියට ඇති විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකය.

$V_B$ ($\text{V}$): පාදමේ විභවය.

$V_{BE}$ ($\text{V}$): පාදම සහ විමෝචකය අතර විභවය.

අදාළ න්‍යාය

සිදු වන්නේ කුමක් ද:

$100\ \text{k}\Omega$ ප්‍රතිරෝධකය සහ $R$ $+10\ \text{V}$ සහ $0\ \text{V}$ අතර ශ්‍රේණිගතව ඇත. ඒවා $10\ \text{V}$ බෙදා ගනී. මෙය විභව බෙදනයකි.

පාදම ඒ දෙක අතරට සම්බන්ධ කර ඇත. එබැවින් පාදමේ වෝල්ටීයතාව $R$ මත රඳා පවතී.

විමෝචකය $0\ \text{V}$ හි ඇත, එබැවින් $V_{BE}$ යනු $V_B$ ම ය.

ට්‍රාන්සිස්ටරයේ පෙදෙස රඳා පවතින්නේ $V_{BE}$ මත ය. $R$ හි සෑම අගයක් සඳහා ම $V_B$ සොයා ඉහත අගයන් සමග සසඳමු.

$V_{BE}$ හි අගය 0.5 Vට වඩා අඩු වන විට සහ 0.8 Vට වඩා වැඩි වන විටත් ට්‍රාන්සිස්ටරය පිළිවෙළින් කැපී ගිය හා සන්තෘප්ත අවස්ථාවල ක්‍රියා කරයි

(ඉහත නැඹුරු විභව අගයයන් සිලිකන් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් සඳහා දළ අගයයන් වේ.

එබැවින් සිලිකන් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් සඳහා $V_{BE}$ $0.5\ \text{V}$ ට අඩු නම් එය කැපී ගිය අවස්ථාවේ ඇත, $0.8\ \text{V}$ ට වැඩි නම් සන්තෘප්ත අවස්ථාවේ ඇත.

$0.5\ \text{V}$ සහ $0.8\ \text{V}$ අතර ට්‍රාන්සිස්ටරය කැපී ගිය අවස්ථාවේවත් සන්තෘප්ත අවස්ථාවේවත් නැත. එය ක්‍රියාකාරී පෙදෙසයි.

උදාහරණයක් ලෙස, නළයක ඇති ජල කරාමයක්. කරාමයේ අත්ල ටිකක් කරකැවූ විට මුලින් ජලය නොවැටේ. එය කැපී යාම වැනි ය. තව කරකැවූ විට ජලය වැඩි වේ. එය ක්‍රියාකාරී පෙදෙස වැනි ය. කරාමය හොඳින් විවෘත වූ විට ජලය තවත් වැඩි විය නොහැකි ය, සන්තෘප්තිය මෙන්.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$V_B = V_{cc} \times \dfrac{R}{100 + R}$

$V_B < 0.5\ \text{V}$

$0.5\ \text{V} < V_B < 0.8\ \text{V}$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

$V_B = V_{cc} \times \dfrac{R}{100 + R}$ හි ප්‍රතිරෝධ දෙක ම $\text{k}\Omega$ වලින් ඇත, එබැවින් භාගයට ඒකකයක් නැත, $V_B$ $\text{V}$ වලින් ඇත.

විකල්පවල ඇති කුඩා $R$ අගයන් සඳහා පාදමට ගලන ධාරාව කුඩා ය, එබැවින් විභව බෙදන සූත්‍රය හොඳ ඇස්තමේන්තුවක් දෙයි.

$0.48$

$V_B = 10 \times \dfrac{5}{100 + 5}$

$0.48\ \text{V}$ යනු $0.5\ \text{V}$ ට අඩු ය. එබැවින් $R = 5\ \text{k}\Omega$ ට්‍රාන්සිස්ටරය කැපී ගිය අවස්ථාවට පත් කරයි.

$0.10$

$V_B = 10 \times \dfrac{1.0}{100 + 1.0}$

$0.24$

$V_B = 10 \times \dfrac{2.5}{100 + 2.5}$

$0.70$

$V_B = 10 \times \dfrac{7.5}{100 + 7.5}$

තර්කය / ගණනය

$0.10\ \text{V}$ සහ $0.24\ \text{V}$ යනු $0.5\ \text{V}$ ට අඩු ය: කැපී යාම.

$0.70\ \text{V}$ යනු $0.5\ \text{V}$ සහ $0.8\ \text{V}$ අතර ය: ක්‍රියාකාරී පෙදෙස.

එබැවින් අගයන් කැපී යාමට $5\ \text{k}\Omega$ ද ක්‍රියාකාරී පෙදෙසට $7.5\ \text{k}\Omega$ ද වේ. එය විකල්පය (3) ය.

පරීක්ෂා කිරීම

$10 * r / (100 + r)$

මෙය සාධාරණ ද?

$R$ විශාල වන විට $10\ \text{V}$ න් විශාල කොටසක් ලැබේ, එබැවින් $V_B$ විශාල වේ. $5\ \text{k}\Omega$ මගින් $0.48\ \text{V}$ ද $7.5\ \text{k}\Omega$ මගින් $0.70\ \text{V}$ ද ලැබේ, ඒවා කැපී යාම, පසුව ක්‍රියාකාරී ලෙස පිළිවෙළට ඇත.

මේ වෝල්ටීයතා සිලිකන් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් සඳහා ය. ජර්මේනියම් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් වෙනස් වන්නේ ඊට වඩා අඩු වෝල්ටීයතාවලදී ය.

නිගමනය

$5\ \text{k}\Omega,\ 7.5\ \text{k}\Omega$

$R = 5\ \text{k}\Omega$ මගින් කැපී යාමත් $R = 7.5\ \text{k}\Omega$ මගින් ක්‍රියාකාරී පෙදෙසත් ලැබේ.

පිළිතුර (3) ය.

විභව බෙදනයෙන් පාදමේ වෝල්ටීයතාව සොයන්න. විමෝචකය $0\ \text{V}$ හි ඇත, එබැවින් $V_{BE} = V_B$.

සිලිකන් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් සඳහා $0.5\ \text{V}$ ට පහළින් කැපී යාමත් $0.8\ \text{V}$ ට ඉහළින් සන්තෘප්තියත් දෙයි. ඒ දෙක අතර ක්‍රියාකාරී පෙදෙස වේ.

විභාග ඉඟිය