ஒளி காலும் இருவாயியின் (LED) உத்தமத் தொழிற்பாட்டுக்காக அதன் முன்முக வோல்ற்றளவும் ஓட்டமும் முறையே 2 V, 10 mA ஆக இருத்தல் வேண்டும். திரான்சிற்றரின் V_(BE) = 0.7 V ஆகவும் ஓட்ட நயம் β = 100 ஆகவும் V_(CE(sat)) = 0.1 V ஆகவும் உள்ளன. உருவில் தரப்பட்டுள்ள சுற்றில் ஒளி காலும் இருவாயியின் உத்தமத் தொழிற்பாட்டுக்குத் தேவையான R_B, R_C ஆகியவற்றின் பெறுமானங்கள் யாவை?

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

LED ஐ இயக்கும் திரான்சிற்றர்: R_B, R_C

ஒளி காலும் இருவாயியின் (LED) உத்தமத் தொழிற்பாட்டுக்காக அதன் முன்முக வோல்ற்றளவும் ஓட்டமும் முறையே $2\ \text{V}$ , $10\ \text{mA}$ ஆக இருத்தல் வேண்டும். திரான்சிற்றரின் $V_{BE} = 0.7\ \text{V}$ ஆகவும் ஓட்ட நயம் $\beta = 100$ ஆகவும் $V_{CE(sat)} = 0.1\ \text{V}$ ஆகவும் உள்ளன. உருவில் தரப்பட்டுள்ள சுற்றில் ஒளி காலும் இருவாயியின் உத்தமத் தொழிற்பாட்டுக்குத் தேவையான $R_B$ , $R_C$ ஆகியவற்றின் பெறுமானங்கள் யாவை?

(1) $R_B = 100$ Ω, $R_C = 1$ kΩ
(2) $R_B = 1$ kΩ, $R_C = 1$ kΩ
(3) $R_B = 1$ kΩ, $R_C = 290$ Ω
(4) $R_B = 10$ kΩ, $R_C = 1$ kΩ
(5) $R_B = 10$ kΩ, $R_C = 290$ Ω

Answer and explanation

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

தரப்பட்ட தகவல்கள்

தரப்பட்டவை:

$V_{CC} = 5$ V.

LED: 2 V, 10 mA.

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

அடியில் அழுத்தப் பகுப்பி $3.3\ \text{k}\Omega$ , $1.7\ \text{k}\Omega$ .

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது:

LED க்கு உத்தமமாக 2 V, 10 mA கிடைக்கத் தேவையான $R_B$ , $R_C$ .

தொடர்புடைய கோட்பாடு

திரான்சிற்றர் ஆளியாக இயங்கும்போது அது நிரம்பலில் உள்ளது. ஆகவே $V_{CE} = V_{CE(sat)}$ .

சேகரிப்பான் ஓட்டம் $R_C$ ஆல் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

ஏகபரிமாணப் பிரதேசத்தின் எல்லையில் $I_C = \beta I_B$ . அது தேவையான குறைந்த அடி ஓட்டத்தைத் தருகிறது.

அழுத்தப் பகுப்பி $V = V_{CC}\dfrac{R_2}{R_1 + R_2}$ தருகிறது.

கோடல் அழுத்தம் 0.8 V இலும் அதிகரிக்கும்போது $I_B$ ஆனது உச்சப்பெறுமானத்தைப் பெற்று திரான்சிற்றர் நிரம்பல் நிலையை அடையும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

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

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

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

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

திட்டம்:

முதலில் அழுத்தப் பகுப்பியின் வோல்ற்றளவு.

பிறகு LED ஓட்டத்திலிருந்து $R_C$ .

பிறகு தேவையான அடி ஓட்டம்.

கடைசியில் $R_B$ .

காரணம் / கணக்கீடு

$1.7$

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

$290$

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

$0.1$

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

$10$

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

சரிபார்ப்பு

அலகுச் சோதனை:

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

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

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

இரண்டும் ஓம் தருகின்றன.

ஒரு குறிப்பு:

விடை (5) அழுத்தப் பகுப்பியை நிலையான 1.7 V முதலாகக் கொள்கிறது.

உண்மையான பகுப்பிக்கும் தடை உண்டு, $\dfrac{3.3 \times 1.7}{5} = 1.12\ \text{k}\Omega$ .

அதனுடன் $R_B = 10\ \text{k}\Omega$ ஆனால் $I_B \approx 0.09$ mA. அது நிரம்பல் எல்லைக்குச் சற்றுக் கீழே.

$1\ \text{k}\Omega$ போன்ற சிறிய $R_B$ , தெரிவு (3), திரான்சிற்றரை உறுதியாக நிரம்பலாக்கும்.

ஆனால் கேள்வி $\beta$ இலிருந்து அடி ஓட்டத்தைக் காணக் கேட்கிறது. ஆகவே விடை (5).

ஆசிரியர் குறிப்பு

இது பொருந்துகிறதா?

$R_C = 290\ \Omega$ உடன் LED க்கு 10 mA.

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

இரண்டும் ஒத்துப்போகின்றன.

$(5 - 2 - 0.1) / 0.01$

முடிவு

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

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

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

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

ஆகவே விடை தெரிவு (5).

සිංහල · English