Exam text content

ELT-21400 Elektroniikan komponentit
Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä

Tentti 5.5.2017
Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

1. Tämä osio pitää kaikkien tehdä kurssin hyväksyttyyn suoritukseen (arvosanat 1 — 5).

Minimipistevaatimus tästä osiosta on 4 pistettä.

a) Valitse yksi seuraavista vaihtoehdoista ja kirjoita siitä essee. Käsittele esseessäsi ainakin
komponentin rakennetta, materiaaleja, ominaisuuksia ja toimintaideaa, sovelluskohteita, sekä

b)

hyviä ja huonoja puolia. (3p)
e Muovikondensaattorit
e Keraamiset kondensaattorit
e Elektrolyyttikondensaattorit

Selitä perusteellisesti oheisen kuvan piirin
toiminta komponenttitasolta asti. Mihin
piiriä käytetään? Onko piirissä mitään
ongelmaa käytön kannalta? V2 = 5 V, DC
Supply = 4 VO normaalisti, mutta
vikatilanteissa sen jännite saattaa nousta
huomattavasti. Piirissä on myös hetkellisiä
häiriöjännitepiikkejä. (3p)

 

c) Kirjoita essee aiheesta: Sopivan kytkimen valinta laitteeseen. (3p)

d) Tämän kohdan kysymykset liittyvät oskillaattoreihin. (3p)

i. — Olkoon käytössäsi vahvistin ja taajuusriippuva takaisinkytkentäpiiri. Miten saat niistä
muodostettua oskillaattorin, mitä ehtoja näiden lohkojen täytyy toteuttaa?
ii. — Miten niin kutsuttu negatiivinen resistanssi liittyy oskillaattoreiden analyysiin? Miten sen

avulla voi esittää oskillaattorin toimintaan liittyvät ehdot?

2. Tämä tehtävä vastaa koetehtävää 1. Jos olet jo tehnyt koetehtävän 1 hyväksytysti (minimissään 2

pistettä), sinun ei tarvitse tätä tehdä. Jos haluat korottaa koetehtävästä aiemmin saamaasi pistemäärää, voit
tehdä tämän tehtävän.

Suunnittele ja mitoita teholähde, jonka sisäänmenona on normaali verkkojännite (230 V, 50 Hz) ja
ulostulona 5,1 V:n tasajännite. Teholähteesi syöttää kuormaa, joka vaihtelee välillä 100 0 ... 10 k0.
Käytössäsi on muuntaja haluamallasi muuntosuhteella, E24-sarjan vastuksia (taulukko liitteenä 1),
liitteen 2 mukaisia diodeja, E24-sarjan kondensaattoreita (taulukko liitteenä 1) ja liitteen 3 mukaisia
zenerdiodeja. Perustele valintasi sekä sanallisesti että laskien. (6p)

Sivu 1/8
ELT-21400 Elektroniikan komponentit Tentti 5.5.2017
Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

3. Tämä tehtävä vastaa koetehtävää 2. Jos olet jo tehnyt koetehtävän 2 hyväksytysti (minimissään 2
pistettä), sinun ei tarvitse tätä tehdä. Jos haluat korottaa koetehtävästä aiemmin saamaasi pistemäärää, voit
tehdä tämän tehtävän.

a) Alla on kuva 6-bittisestä AD-muuntimesta, joka on kytketty 8-bittiseen DA-muuntimeen. Osa
DA-muuntimen biteistä on kytketty loogiseen nolla- tai ykköstilaan, kts. kuva alla. Loput DA-
muuntimen biteistä määräytyvät AD-muuntimen ulostulosta.

Olkoon AD-muuntimen täysi näyttämä UFSR1 = 3.2 V ja DA-muuntimen täysi näyttämä UFSR2 =

 
 
 

2.56 V. (1.5 p.) ji "180
i. — Mikäon AD-muuntimen resoluutio? vtE s 10000 IL

Uonpotsa t0voeo 32

 

ii. — Laske lähtöjännite Uour, kun Uin = 2.35 V.
ri s= 44

47764 -1t
472324)

= om

 

b) Alla olevassa taulukossa on 2-bittisen AD-muuntimen testaustuloksia. Rivi 'ldeal' vastaa
muuntimen ideaalista ulostuloa, alimmalla rivillä on muuntimelle määritetty INL (vähimmän
merkitsevän bitin eli LSB:n osina).

Määritä muuntimen todellinen ulostulo ja DNL eri sisäänmenoille. (2 p.)

 

 

 

 

 

 

 

 

n 00 01 10 11
”Ideal' [V] 0 0.4 0.8 12
INL 0 -0.125 0.5 -0.625

 

 

Sivu 2/8
ELT-21400 Elektroniikan komponentit Tentti 5.5.2017
Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

c) Alla on esimerkki DA-muuntimesta. Muuntimessa on operaatiovahvistinkytkentä sekä
vastusverkko ja kaksi jännitelähdettä.
Oleta operaatiovahvistin ideaaliseksi, vastusverkon vastusarvot ovat joko R tai 2R.
Jännitelähteiden lähdejännitteille pätee, että Vhigh > Vlow. Kytkinten S1, S2, S3 asennot
riippuvat muunnettavasta luvusta. (2.5 p.)

i = Määritä, miten jännite Vout riippuu jännitteestä V1 ja vastuksista R1 ja R2.
ii. — Määritä jännite V1, jos kytkin S1 on kytketty jännitteeseen Vhigh ja loput kytkimet
jännitteeseen Vlow.
lii. — Määritä jännite V1, jos kytkin S3 on kytketty jännitteeseen Vhigh ja loput kytkimet

  

 

 

 

 

 

jännitteeseen Vlow. SV
Vt va
K=- lut
Vout
5

VI uw AMM

R R 2R

32R 2R RW

 

&
|

 

 

Vhigh — 17 | - Vlow

 

 

 

Sivu 3/8

 
ELT-21400 Elektroniikan komponentit
Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä

Liite 1. E-sarjat

E12 (10%) E24 (5%) E48 (2%) E (1%)

E12 (10%) E24 (5%) E48 (2%) E96(1%)

 

 

 

(continued)
100 100 100 100 220 220
102
105 105
107
110 110 110 240
113
115 115
118
120 120 121 121 270 270
124
127 127
130
130 133 133 300
137
140 140
143
150 150 147 147 330 330
150
154 154
158
160 162 162 360
165
169 169
174
180 180 178 176 390 390
182
187 187
191
200 196 196 430
200
205 205
210

215

226

237

249

261

274

287

316

332

348

365

383

402

422

442

215
221
226
232
237
243
249
256
261
267
274
280
287
294

309
316
324
332
340
348
357
365
374

392
402
412
422
432
44?
453

 

Tentti 5.5.2017
Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

E12 (10%) E24(5%) E48 (2%) EI6(1%)

(continued)
470

820

470

510

620

680

750

820

910

464

487

511

536

562

590

619

649

681

715

750

787

825

866

909

253

454
475
487
499
511
523
536
549
562
576
590
604
819
534
549
655
681
698
715
732

 

 

Sivu4/8
 

ELT-21400 Elektroniikan komponentit Tentti 5.5.2017

Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.
Liite 2:
VEV = RGL34A, RGL34B, RGL34D, RGL34G, RGL34J, RGL34K

 

v Waysheyoon Vishay General Semiconductor

Surface Mount Glass Passivated Junction Fast Switching Rectifier

FEATURES
SUPERECTIFIER* + Superectifier structure for high reliability condition ()
« Ideal for automated placement
N « Fast switching for high efficiency
+ Meets MSL level 1, per J-STD-020, LF maximum RoHS
peak of 260 *C COMPLIANT
* AEC-O101 aualified
DO-213AA (GL34) « Material categorization: For definitions of compliance

please see www.vishay.com/doc?99912

TYPICAL APPLICATIONS

PRIMARY CHARACTERISTICS For use in fast switching rectification of power supply,
n OSA inverters, converters, and freewheeling dlodes for
s = consumer, automotive, and telecommunication.

50V, 100 V, 200 V, 400 V, 600 V,
800 V

 

 

 

Var
MECHANICAL DATA

 

 

 

| 10A

E 150 ns. 250 ns Case: DO-213AA, molded epoxy over glass body

v 13v Molding compound meets UL 94 V-O flammability rating
ja 4

Base P/N-E3 - RoHS- compliant, commercial grade
Ty max. 175 *C Base P/NHE3 - RoHS-compliant, AEC-O101 gualified
Packan LAAN Terminals: Matte tin plated leads, soiderable per

Diode variation Single die J-STD-002 and JESD 22-8102

E3 suffix meets JESD 201 class 1A whisker test, HE3 suffix

meets JESD 201 class 2 whisker test

Polarity: Two bands indicate cathode end - 1 band

denotes device type and 274 band denotes repetitive peak

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

reverse voltage rating
MAXIMUM RATINGS (T, = 25 *C unless otherwise noted)
PARAMETEI
a SYMBOL | RGL34A | RGL34B | RGL34D | RGL34G | RGL34J | RGL34K | UNIT
FAST SWITCHING DEVICE: 15* BAND IS RED
Polarity color bands (2"4 band) Gray Red Orange | Yellow | Green Blue
Maximum repetitive peak reverse voltage Var 50 100 200 400 600 800 v
Maximum RMS voltage Vans 35 70 140 280 420 560 v
Maximum DC blocking voltage Voc 50 100 200 400 600 800 v
Maximum average forward rectified current
at T7=55 *C IFA) 0.5 A
Peak forward surge current 8.3. ms sine half
sine-wave superimposed on ratt Jesm ND a
Maximum full load reverse current,
tuli cycle average Ta = 55 *C aan 2 n
Operating junction and storage temperature range | TJ. Tsrc -65t0+ 175 -C
Revision: 11-Dec-13 1 Document Number: 88698
For technical guestions within your region: DiodesAmericasvishay.com, DiodesAsia&vishay.com. DiodesEuropevisnav.com

Sivu 5/8

 
ELT-21400 Elektroniikan komponentit Tentti 5.5.2017
Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

JE = RGL34A, RGL34B, RGL34D, RGL34G, RGL34J, RGL34K
Www.vishay.com Vishay General Semiconductor

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (T, = 25 *C unless otherwise noted)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PARAMETER TEST CONDITIONS | SYMBOL | RGL34A | RGL34B | RGL34D | RGL34G | RGL34J | RGL34K | UNIT

Maximum

instantaneous OSA VW 1.3 v

forward voltage

Maximum DC reverse Ta=25*C 5.0

current at rated DC la [N

blocking voltage Ta=125*C 50

Maximum reverse 1 =O5A In =1.0A,

recovery time lr =0.25A tr 150 250 =

Typical junction

capacitance 4.0 V, 1 MHz Cy 4 pF

SVeTISE J 4
THERMAL CHARACTERISTICS (T, = 25 *C unless otherwise noted)
PARAMETER SYMBOL | RGL34A | RGL34B | RGL34D | RGL34G | RGL34J | RGL34K | UNIT
0

Maximum thermal resistance Pea 150 *CW

Ra 9 70
Notes

(1) Thermal resistance trom junction to ambient, 0.2" x 0.2* (5.0 mm x 5.0 mm) copper pads to each terminal
2) Thermal resistance from junction to terminal, 0.2* x 0.2" (5.0 mm x 5.0 mm) copper pads to each terminal

 

ORDERING INFORMATION (Example)

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PREFERRED P/N UNIT WEIGHT (g) | PREFERRED PACKAGE CODE | BASE OUANTITY DELIVERY MODE
RGL34J-E3/98 0.036 98 | 2500 7" diameter plastic tape and reel
RGL34J-E3/83 0.036 83 | 9000 13" diameter plastic tape and reel
RGL34JHE3/98 (1) 0.036 98 | 2500 7" diameter plastic tape and reel
RGLI4JHE3/83 (1) 0036 | FS | 9000 13" diameter plastic tape and rel
Note
(9) AEC-0101 gualified

RATINGS AND CHARACTERISTICS CURVES (T, = 25 *C unless otherwise noted)

05

 

 

 

 

= Resistive or je Load J
ONE : ka
E 04 =
3 E
E 3
= 03 2
8
a ä
E 02 i
: 5
& 01 i
E
< o
0 25 50 75 100 125 150 175
Terminal Temperature ("C)
Fig. 1 - Forward Current Derating Curve Fig. 2 - Maximum Non-Repetitive Peak Forward Surge Current
Revision: 11-Dec-13 2 Document Number: 88698

For technical guestions within your region: DiodesAmericas&vishay.com, DiodesAsia&vishay.com, DiodesEurope&vishay.com

THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
b ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH Al v. vishay.com/doc?91000

 

Sivu 6/8
ELT-21400 Elektroniikan komponentit
Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä

Liite 3:

 

 

FAIRCHILD.

1N5221B - 1N5263B
Zener Diodes

Absolute Maximum Ratings

Stresses exceeding the absolute maximum ratings may damage the device. The device may not function or be opera-
ble above the recommended operating conditions and stressi!
tion, extended exposure to stresses above the

absolute maximum ratings are stress ratings only. Values are at

Tolerance = 5%

P

DO-35 Glass case
COLOR BAND DENOTES CATHODE

the parts to these levels is not recommended. In addi-
conditions may affect device reliability. The
C unless otherwise noted.

EN

January 2016

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol Parameter Value Unit
N Power Dissipation 500 mW
2 Derate above 50"C 40 mWC
Tsro Storage Temperature Range +65 to +200 ”C
i Operating Junction Temperature Range -65 to +200 =
y Lead Temperature (1/16 inch from case for 10 s) +230 €

 

 

Note:
1. These ratings are limiting values above which the serviceability of any semiconductor device may be impaired.
Non-recurrent sguare wave Pulse Width = 8.3 ms, Ta = 50*C

 

 

02007 Fairchild Semiconductor Corporation

www. fairchildsemi.com

Tentti 5.5.2017

SIPOIa 19497 — BEIZSNI - BITZZSNI

Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

Sivu7/8

 
ELT-21400 Elektroniikan komponentit Tentti 5.5.2017
Opettajat: Jari Kangas ja Erja Sipilä Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

 

Electrical Characteristics
Values are at T, = 25*C unless otherwise noted .

 

   
     

 

 

 

 

   

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-
z
o
N
S=
W
i Vo MOL' Tc =
Device Typ. | Mx o Zz (0) O 17 (mA) | Zzx (2) O lzx(mA) | Ir (HA) OVR (M | (556) :
1N5221B 2.52 30 20 1,200 0.25 100 1.0 -0.085 s
1N5222B 2.625 30 20 1,250 0.25 100 1.0 -0.085 O
1N5223B 2.835 30 20 1,300 0.25 75 1.0 -0.080 w
1N5224B 2.94 30 20 1,400 0.25 75 1.0 -0.080 |
1N5225B 3.15 29 20 1,600 0.25 50 10 -0.075 N
1N5226B 3.465 28 20 1,600 0.25 25 1.0 0.07 z
1N5227B 3.78 24 20 1,700 0.25 15 1.0 -0.065 &
| 1N5228B 4.095 23 20 1,900 0.25 10 1.0 0.06 oO
| 1N5229B 4.515 22 20 2,000 0.25 5.0 1.0 | +/-0.055 [3
1N5230B 4.935 19 20 1,900 0.25 5.0 20 +/-0.03 E
| 1952318 5.355 17 20 1,600 0.25 5.0 2.0 +/-0.03 [ES
| 1N5232B 5.88 11 20 1,600 0.25 5.0 3.0 0.038
| 1N5233B 6.3 7.0 20 1,600 0.25 5.0 35 0.038
| 1N5234B 6.51 7.0 20 1,000 0.25 5.0 4.0 0.045
1N5235B 7.14 5.0 20 750 0.25 3.0 5.0 0.05
1N5236B 7.875 6.0 20 500 0.25 3.0 6.0 0.058
1N5237B 8.61 8.0 20 500 0.25 3.0 6.5 0.062
1N5238B 9.135 8.0 20 600 0.25 3.0 6.5 0.065
1N5239B E 20 600 7.0 0.068
1N5240B 20 600 8.0 0.075
1N5241B 20 600 8.4 0.076
1N5242B J 20 600 9.1 0.077
1N5243B 13.65 13 9.5 600 0.25 0.5 9.9 0.079
1N5244B 14.7 15 9.0 600 0.25 0.1 10 0.080
1N5245B 15.75 16 85 600 0.25 0.1 11 0.082
1N5246B 16.8 17 7.8 600 0.25 0.1 12 0.083
1N5247B 17.85 19 74 600 0.25 0.1 13 0.084
1N5248B 18.9 21 7.0 600 0.25 0.1 14 0.085
1N5249B 19.95 23 6.6 600 0.25 0.1 14 0.085
1N5250B 21 25 6.2 600 0.25 0.1 15 0.086
1N5251B 23.1 29 56 600 0.25 01 17 0.087
| 1N5252B 25.2 33 5.2 600 0.25 0.1 18 0.088
1N5253B 26.25 35 5.0 600 0.25 0.1 19 0.088
1N5254B 28.35 41 46 600 0.25 0.1 21 0.089
1N5255B 29.4 44 45 600 0.25 0.1 21 0.090
| 1852568 31.5 49 42 600 0.25 0.1 23 0.09
1N5257B 34.65 58 3.8 700 0.25 0.1 25 0.092
1N5258B 37.8 70 3.4 700 0.25 01 27 0.093
1N5259B 5 800 0.1 30 0.094
1N5260B 5 900 33 0.095
1N5261B 49.35 105 27 1000 0.25 0.1 36 0.095
1N5262B 53.55 125 25 1100 0.25 0.1 39 0.096
1N5263B 58.8 150 22 1300 0.25 01 43 0.096
Vr Forward Voltage = 1.2V Max. O Is = 200mA
Note:
2. Zener Voltage (V7)

The zener voltage is measured with the device junction in the thermal eguilibrium at the lead temperature (Tj )
at 307C + 17C and 3/8" lead length.

 

 

 

0 2007 Fairchild Semiconductor Corporation www fairchildsemi.com
1N5221B - 1N5263B Rev. 4.10 2

Sivu 8/8