एनालॉग व अंकीय इलेक्ट्रॉनिकी: डायोड, ट्रांज़िस्टर, ऑप-ऐम्प परिपथ, तर्क, आँकड़ा परिवर्तक व माइक्रोप्रोसेसर

GATE जैव-चिकित्सा अभियांत्रिकी (BM) पेपर का खंड 4, एनालॉग व अंकीय इलेक्ट्रॉनिकी, एक अध्याय में और पाठ्यक्रम के क्रम में। यह डायोड, BJT व MOSFET की मूल विशेषताओं व उपयोगों से आरंभ होता है। फिर संक्रियात्मक प्रवर्धक (ऑप-ऐम्प), खंड द्वारा नामित प्रत्येक परिपथ के साथ — अंतर प्रवर्धक, योजक, व्यवकलक, समाकलक, अवकलक, यंत्रीकरण प्रवर्धक, बफ़र, फ़िल्टर व तरंगरूप जनित्र — और यंत्रीकरण प्रवर्धक उस गहराई तक जो जैव-विभव अग्र-छोर को चाहिए। फिर अंकीय आधा: संख्या पद्धतियाँ, बूलीय बीजगणित, तथा नामित संयोजी परिपथ — अंकगणितीय परिपथ, तुलनित्र, श्मिट ट्रिगर, कूटलेखक व विकूटक, MUX व DEMUX — बहुकंपित्रों सहित। फिर एनालॉग-से-अंकीय व अंकीय-से-एनालॉग रूपांतरण के सिद्धांत। अंत में माइक्रोप्रोसेसर: उसकी संरचना और उससे स्मृति व निवेश-निर्गत युक्तियाँ कैसे अंतरापृष्ठित होती हैं, 8085 को उदाहरण बनाकर।

1. डायोड, BJT व MOSFET

pn-संधि डायोड I = I_s(eV/(ηV_T) − 1) का पालन करता है, कमरे के ताप पर V_T = kT/q ≈ 26 mV; सिलिकॉन डायोड लगभग 0.6–0.7 V अग्र पर उल्लेखनीय रूप से चालन करता है और पश्च में भंजन तक केवल अत्यल्प संतृप्ति धारा देता है। इसके उपयोग हैं दिष्टकरण (अर्ध-तरंग औसत V_m/π, पूर्ण-तरंग 2V_m/π, संग्राहक संधारित्र से समतल), कर्तन व क्लैम्पन, और — पश्च भंजन में चलित ज़ेनर डायोड के साथ — वोल्टता नियमन।

ट्रांज़िस्टर संचालन क्षेत्र
युक्तिप्रवर्धक क्षेत्रमुख्य संबंधस्विच उपयोग
BJT (npn)सक्रिय: B-E अग्र, B-C पश्च अभिनतI_C = βI_B, α = β/(β + 1), g_m = I_C/V_Tअंतक (बंद) व संतृप्ति (चालू, V_CE ≈ 0.2 V)
n-चैनल संवर्धन MOSFETसंतृप्ति: V_DS ≥ V_GS − V_tI_D = ½k′(W/L)(V_GS − V_t)², g_m = 2I_D/(V_GS − V_t)V_t से नीचे अंतक; ट्रायोड क्षेत्र निम्न प्रतिरोध की भाँति

उभयनिष्ठ-उत्सर्जक चरण की वोल्टता लब्धि लगभग −g_m R_C, और उभयनिष्ठ-स्रोत चरण की −g_m R_D है। MOSFET लगभग कोई गेट धारा नहीं खींचता, इसीलिए जहाँ स्रोत प्रतिबाधा उच्च हो वहाँ वह पसंदीदा निवेश युक्ति है — त्वचा पर शुष्क इलेक्ट्रोड सैकड़ों किलो-ओम प्रस्तुत कर सकता है।

2. संक्रियात्मक प्रवर्धक परिपथ

ऋणात्मक पुनर्निवेश के साथ आदर्श ऑप-ऐम्प दो नियमों का पालन करता है: किसी भी निवेश में धारा प्रवेश नहीं करती, और दोनों निवेश एक ही वोल्टता पर रहते हैं (आभासी लघुपथ)। प्रत्येक मानक परिपथ इन्हीं से निकलता है।

खंड द्वारा नामित परिपथ
परिपथनिर्गतटिप्पणी
प्रतिलोमी प्रवर्धकv_o = −(R_f/R_i)v_iनिवेश प्रतिरोध R_i
अप्रतिलोमी प्रवर्धकv_o = (1 + R_f/R_i)v_iअति उच्च निवेश प्रतिरोध
बफ़र (वोल्टता अनुगामी)v_o = v_iउच्च-प्रतिबाधा स्रोत को भार से पृथक करता है
योजक (प्रतिलोमी योगकर्ता)v_o = −R_f(v₁/R₁ + v₂/R₂ + …)समान प्रतिरोधक −(v₁ + v₂ + …) देते हैं
अंतर प्रवर्धक (व्यवकलक)v_o = (R₂/R₁)(v₂ − v₁)मिलान किए प्रतिरोधक अनुपात चाहिए; असमानता उसका CMRR तय करती है
समाकलकv_o = −(1/RC)∫v_i dtस्थिर निवेश ढलान देता है; C के समांतर प्रतिरोधक dc लब्धि सीमित करता है
अवकलकv_o = −RC dv_i/dtलब्धि आवृत्ति के साथ बढ़ती है, अतः शोर बढ़ाता है
त्रि-ऑप-ऐम्प यंत्रीकरण प्रवर्धकv_o = (1 + 2R/R_G)(R₄/R₃)(v₂ − v₁)लब्धि एक प्रतिरोधक R_G से तय; अति उच्च निवेश प्रतिबाधा व CMRR

उभयनिष्ठ-विधा अस्वीकृति अनुपात CMRR = A_d/A_cm, प्रायः 20 log₁₀(A_d/A_cm) dB में बताया जाता है। यह जैव-चिकित्सा कार्य में सबसे अधिक महत्व रखता है: शरीर वोल्ट कोटि की मेन्स वोल्टता ग्रहण करता है जो प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर उभयनिष्ठ है, जबकि दो इलेक्ट्रोडों के बीच ECG लगभग 1 mV है। निर्गत व्यतिकरण A_cm × v_cm = (A_d/CMRR) × v_cm है, अतः A_d = 1000 के साथ 100 dB CMRR, 1 V उभयनिष्ठ ग्रहण को निर्गत पर 10 mV बनाता है, 1 V ECG के साथ।

फ़िल्टर व जनित्र। प्रथम-कोटि सक्रिय निम्न-पारक (प्रतिलोमी चरण के पुनर्निवेश में R_f ∥ C_f) का कोना 1/(2πR_fC_f) है; सैलेन–की चरण एक ऑप-ऐम्प से द्वितीय-कोटि अनुक्रिया देता है। श्मिट ट्रिगर — धनात्मक पुनर्निवेश अंश β = R₂/(R₁ + R₂) वाला तुलनित्र — ±βV_sat पर स्विच करता है, और 2βV_sat का वह शैथिल्य शोरयुक्त निवेश को खड़खड़ाने से रोकता है। उसके चारों ओर RC जाल बंद करने पर 2RC ln[(1 + β)/(1 − β)] आवर्तकाल का अस्थिर बहुकंपित्र मिलता है। वीन-सेतु दोलित्र f = 1/(2πRC) पर, ठीक 3 की अप्रतिलोमी लब्धि के साथ चलता है। अस्थिर रूप में 555 टाइमर में t_high = 0.693(R_A + R_B)C, t_low = 0.693R_BC और कार्य-चक्र (R_A + R_B)/(R_A + 2R_B) है।

⚠️ वास्तविक ऑप-ऐम्प दो प्रकार से गति खोते हैं
छोटे संकेत लब्धि-बैंड-विस्तार गुणनफल से सीमित होते हैं: 1 MHz ऑप-ऐम्प पर 100 की बंद-पाश लब्धि लगभग 10 kHz छोड़ती है। बड़े संकेत स्ल्यू दर से सीमित होते हैं: V_p शिखर वाली ज्या केवल f = SR/(2πV_p) तक अविकृत रहती है। दोनों देने वाला प्रश्न अपेक्षा करता है कि आप दोनों जाँचें और कम वाला लें।

3. संख्या पद्धतियाँ, बूलीय बीजगणित व संयोजी तर्क

द्विआधारी, अष्टाधारी (तीन बिट के समूह) व षोडशाधारी (चार के समूह) स्थानीय मान पद्धतियाँ हैं; BCD प्रत्येक दशमलव अंक को चार बिट में कूटित करता है। 2 के पूरक में n-बिट शब्द −2n−1 से 2n−1 − 1 तक फैला है, सर्वाधिक महत्वपूर्ण बिट का भार −2n−1 है, और संख्या को प्रत्येक बिट उलटकर 1 जोड़ने से ऋणात्मक किया जाता है: 11110110, −128 + 118 = −10 है। बूलीय बीजगणित सामान्य सर्वसमिकाओं में डी मॉर्गन के नियम (A + B)′ = A′B′ व (AB)′ = A′ + B′ जोड़ता है, और कार्नो मानचित्र गुणनफलों के योग को न्यूनतम करने हेतु आसन्न 1 को दो की घातों में समूहित करता है।

संयोजी निर्माण खंड
खंडक्या करता हैआकार नियम
अर्ध योजक / पूर्ण योजकS = A ⊕ B, C = AB; पूर्ण योजक S = A ⊕ B ⊕ C_in, C_out = AB + C_in(A ⊕ B)n बिट हेतु n पूर्ण योजक तरंगित
परिमाण तुलनित्रA > B, A = B, A < B निर्गत देता हैसमता बिट i: (A_i ⊕ B_i)′
विकूटकn-बिट निवेश हेतु 2^n में से एक निर्गत सक्रियn-से-2^n; स्मृति चिप चयन हेतु प्रयुक्त
कूटलेखक / प्राथमिकता कूटलेखक2^n निवेश से n-बिट कूट; प्राथमिकता रूप अनेक सक्रिय निवेशों का निर्णय करता है2^n-से-n
MUX / DEMUX2^n निवेशों में से एक को एक रेखा पर चुनता है / एक रेखा को 2^n में से एक निर्गत पर भेजता हैn चयन रेखाएँ; 2^n:1 MUX, n + 1 चरों का कोई भी फलन बनाता है

बहुकंपित्र पुनर्योजी परिपथ हैं: द्वि-स्थिर की दो स्थिर अवस्थाएँ हैं और वही फ़्लिप-फ़्लॉप है (SR, D, JK, T); एक-स्थिर की एक स्थिर अवस्था है और वह निश्चित स्पंद-चौड़ाई के बाद उसी में लौटता है, जिससे वह टाइमर बनता है; अस्थिर की कोई नहीं और वह दोलन करता है। श्मिट ट्रिगर भी यहीं आता है, एक द्वि-स्थिर के रूप में जिसकी अवस्था निवेश-स्तर से दो भिन्न देहलियों के साथ तय होती है।

4. ADC व DAC के सिद्धांत

V_FS पूर्ण-पैमाना परास पर n-बिट परिवर्तक 1 LSB = V_FS/2^n विभेदित करता है। DAC, निवेश कूट D हेतु V_o = V_ref × D/2^n देता है (कुछ ग्रंथ हर में 2^n − 1 लेते हैं जब अधिकतम कूट ठीक V_ref के बराबर होना हो; प्रश्न की परिभाषा पढ़ें)। द्विआधारी-भारित प्रतिरोधक DAC को 2n−1 अनुपात तक फैले प्रतिरोधक चाहिए, जिन्हें यथार्थ बनाना कठिन है; R-2R सीढ़ी केवल दो मान प्रयोग करती है और व्यावहारिक विकल्प है।

ADC संरचनाएँ
प्रकारसिद्धांतरूपांतरण कालकहाँ प्रयुक्त
फ़्लैशप्रतिरोधक सीढ़ी के सापेक्ष 2^n − 1 तुलनित्र, एक साथएक चरण — सबसे तीव्रअति उच्च गति, निम्न विभेदन
क्रमिक सन्निकटन (SAR)द्विआधारी खोज, DAC व एक तुलनित्र से प्रति घड़ी एक बिटn घड़ी चक्रसामान्य-उद्देश्य आँकड़ा अधिग्रहण
गणित्र (ढलान)DAC निर्गत के निवेश से आगे बढ़ने तक गिनता है2^n चक्र तकसरल, धीमा
द्वि-ढलान समाकलकनिश्चित समय तक निवेश समाकलित, फिर संदर्भ का विसमाकलनधीमाअंकीय मीटर; खिड़की 20 ms का गुणज हो तो मेन्स अस्वीकार
सिग्मा-डेल्टाउच्च अतिप्रतिचयन पर 1-बिट मॉड्यूलेटर व अंकीय फ़िल्टरमध्यमउच्च-विभेदन जैव-विभव व श्रव्य

क्वांटीकरण त्रुटि अधिकतम ±½ LSB है, और पूर्ण-पैमाना ज्या हेतु आदर्श संकेत-से-क्वांटीकरण-शोर अनुपात 6.02n + 1.76 dB है — प्रत्येक अतिरिक्त बिट लगभग 6 dB देता है। ADC से पहले प्रतिदर्श-व-धारण रूपांतरण के दौरान निवेश को स्थिर करता है, क्योंकि SAR परिवर्तक को सभी n चरणों तक स्थिर निवेश चाहिए।

5. माइक्रोप्रोसेसर: संरचना व अंतरापृष्ठन

8085 एक 8-बिट माइक्रोप्रोसेसर है: 8-बिट आँकड़ा बस व ALU, 2^16 = 64 KB संबोधित करने वाली 16-बिट पता बस, सामान्य-उद्देश्य रजिस्टर B, C, D, E, H, L (युग्म BC, DE, HL के रूप में प्रयोज्य), संचायक A, ध्वज रजिस्टर (चिह्न, शून्य, सहायक हासिल, समता, हासिल), तथा 16-बिट स्टैक पॉइंटर व प्रोग्राम काउंटर। निम्न पता बाइट AD0–AD7 पिन आँकड़ा बस के साथ साझा करती है; ALE संकेत पता-चरण चिह्नित करता है ताकि बाहरी लैच A0–A7 रखे जबकि वही पिन आँकड़ा ले जाएँ। समय-व-नियंत्रण इकाई RD, WR व IO/M देती है।

  • स्मृति अंतरापृष्ठन। 2^k स्थानों वाली चिप k पता रेखाएँ सीधे प्रयोग करती है; शेष उच्च-क्रम रेखाएँ विकूटक को जाती हैं जो उसका चिप चयन बनाता है। 8 KB चिप को 13 रेखाएँ चाहिए, और 4000H पर रखने पर वह 4000H–5FFFH घेरती है।
  • I/O-मानचित्रित I/O, 8-बिट पोर्ट पते सहित IN व OUT निर्देश प्रयोग करता है, अतः 256 तक निवेश व 256 निर्गत पोर्ट, IO/M उच्च रहते चयनित। स्मृति-मानचित्रित I/O पोर्ट को स्मृति-स्थान मानता है, अतः प्रत्येक स्मृति निर्देश उस तक पहुँच सकता है, पता-क्षेत्र की कीमत पर।
  • व्यवधान: TRAP अपारणीय व सर्वोच्च प्राथमिकता का है, फिर RST 7.5, 6.5 व 5.5 (पारणीय, सदिशित) और INTR (पारणीय, युक्ति सदिश देती है)। 8255 जैसा प्रोग्राम-योग्य परिधीय अंतरापृष्ठ तीन 8-बिट समांतर पोर्ट जोड़ता है; DMA नियंत्रक को आँकड़ों के खंड स्थानांतरित करने देता है जबकि प्रोसेसर बसें छोड़ देता है।
🧠 पता रेखाएँ गिनकर स्मृति मानचित्र का आकार निकालें
पहले आकार को दो की घात में बदलें: 2 KB = 2^11, 8 KB = 2^13, 32 KB = 2^15। अंतिम पता आरंभ + आकार − 1 है, अतः 2000H पर 8 KB खंड 2000H + 1FFFH = 3FFFH पर समाप्त होता है।

मुख्य बिंदु

  • BJT, B-E अग्र व B-C पश्च अभिनत पर प्रवर्धन करता है, g_m = I_C/V_T; MOSFET संतृप्ति I_D = ½k′(W/L)(V_GS − V_t)²।
  • आभासी लघुपथ व शून्य निवेश धारा से हर ऑप-ऐम्प परिपथ निकलता है; यंत्रीकरण प्रवर्धक लब्धि (1 + 2R/R_G) × अंतर-चरण लब्धि है।
  • निर्गत व्यतिकरण = (A_d/CMRR) × v_cm; dB में CMRR, 20 log(A_d/A_cm) है।
  • 2^n:1 MUX को n चयन रेखाएँ; फ़्लैश ADC को 2^n − 1 तुलनित्र; SAR को n घड़ियाँ; LSB = V_FS/2^n।
  • 8085: 16 पता रेखाएँ (64 KB), ALE द्वारा बहुसंकेतित AD0–AD7, TRAP अपारणीय, 256 I/O-मानचित्रित पोर्ट।

अभ्यास प्रश्न (15)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. npn BJT के रैखिक प्रवर्धक के रूप में चलने हेतु उसकी संधियाँ किस प्रकार अभिनत होनी चाहिए?

    1. आधार-उत्सर्जक अग्र, आधार-संग्राहक पश्च
    2. दोनों अग्र
    3. दोनों पश्च
    4. आधार-उत्सर्जक पश्च, आधार-संग्राहक अग्र
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — आधार-उत्सर्जक अग्र, आधार-संग्राहक पश्च

    सक्रिय क्षेत्र को वाहक अंतःक्षेपित करने हेतु अग्र अभिनत उत्सर्जक संधि और उन्हें संग्रहित करने हेतु पश्च अभिनत संग्राहक संधि चाहिए, जिससे I_C = βI_B। दोनों अग्र संतृप्ति (बंद स्विच) है, दोनों पश्च अंतक, और अंतिम संयोजन अक्षम प्रतिलोम-सक्रिय विधा है।

  2. एक प्रतिलोमी प्रवर्धक में R_f = 100 kΩ व R_i = 10 kΩ हैं। +0.2 V dc निवेश हेतु निर्गत (V में) ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: -2

    v_o = −(R_f/R_i)v_i = −10 × 0.2 = −2 V। चिह्न छोड़ने पर +2 V; अप्रतिलोमी सूत्र (1 + R_f/R_i) से +2.2 V आता। उत्तर -2 के रूप में टाइप करें।

  3. एक ECG प्रवर्धक की अंतर लब्धि 1000 व उभयनिष्ठ-विधा लब्धि 0.01 है। उसका CMRR (dB में) ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 100

    CMRR = A_d/A_cm = 1000/0.01 = 10⁵, और 20 log₁₀ 10⁵ = 100 dB। 10 log लेने पर 50 dB आता है, जो वोल्टता अनुपात को शक्ति अनुपात मान लेता है।

  4. एक जैव-विभव प्रवर्धक की अंतर लब्धि 1000 व CMRR 100 dB है। रोगी पर 1 V (rms) का 50 Hz उभयनिष्ठ-विधा व्यतिकरण है जबकि इलेक्ट्रोडों के बीच ECG 1 mV है। निर्गत पर व्यतिकरण (mV rms में) ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 10

    CMRR = 10⁵, अतः A_cm = A_d/CMRR = 1000/10⁵ = 0.01 और निर्गत व्यतिकरण 0.01 × 1 V = 10 mV है, 1 V प्रवर्धित ECG के सामने। A_cm = 1/CMRR लेने पर (A_d भूलकर) 0.01 mV; व्यतिकरण को अंतर मानकर A_d से गुणा करने पर 1000 V आता है।

  5. एक आदर्श ऑप-ऐम्प समाकलक (प्रतिलोमी प्रकार) पर स्थिर धनात्मक dc वोल्टता लगाई जाती है। उसका निर्गत है

    1. समय के साथ रैखिकतः गिरता ढलान, जब तक ऑप-ऐम्प संतृप्त न हो
    2. एक स्थिर ऋणात्मक वोल्टता
    3. एक क्षयमान चरघातांकी
    4. एक वर्ग तरंग
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — समय के साथ रैखिकतः गिरता ढलान, जब तक ऑप-ऐम्प संतृप्त न हो

    v_o = −(1/RC)∫V dt = −Vt/RC, −V/RC प्रवणता की सरल रेखा, जो निर्गत के ऋणात्मक आपूर्ति सीमा तक पहुँचने तक चलती है। स्थिर निर्गत प्रतिलोमी प्रवर्धक होता; चरघातांकी तभी आता है जब संधारित्र के समांतर प्रतिरोधक लगाया जाए।

  6. 8-बिट 2 के पूरक शब्द 11110110 किस दशमलव संख्या को दर्शाता है? ____

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: -10

    MSB का भार −128 है और शेष 64 + 32 + 16 + 4 + 2 = 118, अतः मान −128 + 118 = −10; समतुल्य रूप से उलटें (00001001) और 1 जोड़ें तो 00001010 = 10। अचिह्नित पढ़ने पर 246, और चिह्न-परिमाण के रूप में −118 आता है। उत्तर -10 के रूप में टाइप करें।

  7. 16-से-1 बहुसंकेतक को आवश्यक चयन रेखाओं की संख्या है

    1. 4
    2. 16
    3. 8
    4. 2
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — 4

    2^n निवेशों को n चयन रेखाएँ चाहिए, और 16 = 2^4। सोलह आँकड़ा निवेशों की संख्या है, और 8 उनका आधा होगा।

  8. एक 8-बिट DAC का V_ref = 5.12 V है और निर्गत V_ref × D/256। उसका विभेदन (mV में) ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 20

    1 LSB = 5.12 V/2⁸ = 5.12/256 = 0.02 V = 20 mV। 8 (बिट संख्या) से भाग देने पर 640 mV, और 255 से भाग देने पर 20.08 mV आता है, जो बताई गई परिभाषा नहीं है।

  9. एक ECG अग्र-छोर की लब्धि 1000 है, उसके बाद −5 V से +5 V तक फैला 12-बिट ADC है। तंत्र इलेक्ट्रोड वोल्टता में जो न्यूनतम परिवर्तन विभेदित करता है (निवेश-संदर्भित एक LSB, µV में), दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 2.44

    ADC का LSB, ADC निवेश पर 10 V/4096 = 2.441 mV है; 1000 की लब्धि से भाग देने पर इलेक्ट्रोडों पर यह 2.44 µV होता है। 10 V परास के स्थान पर 5 V लेने पर 1.22 µV, और लब्धि भूलने पर 2441 µV आता है।

  10. 8-बिट फ़्लैश ADC में तुलनित्रों की संख्या है

    1. 255
    2. 256
    3. 8
    4. 16
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — 255

    फ़्लैश परिवर्तक निवेश की तुलना अपने 256 निर्गत कूटों के बीच की 2^n − 1 = 255 देहलियों में से प्रत्येक से करता है। 256 देहलियों के स्थान पर कूट गिनता है, और 8 वह है जो SAR परिवर्तक को घड़ी चक्रों में चाहिए, तुलनित्रों में नहीं।

  11. 8085 माइक्रोप्रोसेसर के विषय में कौन-से कथन सही हैं?

    1. उसकी 16-बिट पता बस 64 KB स्मृति संबोधित करती है
    2. AD0–AD7 निम्न पता बाइट व आँकड़ा दोनों ले जाते हैं, ALE से पृथक
    3. TRAP पारणीय व्यवधान है
    4. I/O-मानचित्रित I/O में 8-बिट पोर्ट पता 256 तक निवेश पोर्ट देता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — उसकी 16-बिट पता बस 64 KB स्मृति संबोधित करती है; B — AD0–AD7 निम्न पता बाइट व आँकड़ा दोनों ले जाते हैं, ALE से पृथक; D — I/O-मानचित्रित I/O में 8-बिट पोर्ट पता 256 तक निवेश पोर्ट देता है

    2^16 = 65 536 बाइट; निम्न पता बाइट AD0–AD7 पर काल-बहुसंकेतित है और ALE उच्च होने पर लैच होती है; IN व OUT 8-बिट पोर्ट पता ले जाते हैं, अतः प्रत्येक दिशा में 256 पोर्ट। TRAP वह एकमात्र व्यवधान है जिसे पारित नहीं किया जा सकता, इसीलिए वह विद्युत-विफलता जैसी घटनाओं हेतु आरक्षित है।

  12. एक 8 KB EPROM, 8085 से 4000H पते से आरंभ कर अंतरापृष्ठित है। चिप से सीधे जुड़ी पता रेखाओं की संख्या ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 13

    8 KB = 8192 = 2^13 स्थान, अतः A0–A12 चिप को जाती हैं और A13–A15 चिप-चयन विकूटक को; चिप 4000H–5FFFH तक फैली है। सोलह प्रोसेसर की हर रेखा गिनना है, और 8 आँकड़ा-चौड़ाई को पता-चौड़ाई से भ्रमित करना है।

  13. एक ऑप-ऐम्प श्मिट ट्रिगर β = R₂/(R₁ + R₂) अंश के धनात्मक पुनर्निवेश का प्रयोग करता है। कौन-से कथन सही हैं?

    1. उसके अंतरण अभिलक्षण में शैथिल्य होता है
    2. यह धनात्मक पुनर्निवेश पर निर्भर है
    3. β बढ़ाने से शैथिल्य बैंड चौड़ा होता है
    4. यह 1/β लब्धि वाला रैखिक प्रवर्धक है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — उसके अंतरण अभिलक्षण में शैथिल्य होता है; B — यह धनात्मक पुनर्निवेश पर निर्भर है; C — β बढ़ाने से शैथिल्य बैंड चौड़ा होता है

    धनात्मक पुनर्निवेश निर्गत को ±V_sat के बीच झटके से बदलता है, और देहलियाँ ±βV_sat बढ़ते व घटते निवेश हेतु भिन्न होती हैं, जिससे 2βV_sat शैथिल्य-चौड़ाई मिलती है जो β के साथ बढ़ती है। यह पुनर्योजी स्विचन परिपथ है, रैखिक प्रवर्धक नहीं; 1/β ऋणात्मक पुनर्निवेश वाले अप्रतिलोमी प्रवर्धक की लब्धि है।

  14. अस्थिर विधा में एक 555 टाइमर में R_A = 1 kΩ, R_B = 10 kΩ व C = 0.1 µF हैं। उसका कार्य-चक्र (% में), एक दशमलव स्थान तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 52.4

    t_high = 0.693(R_A + R_B)C व t_low = 0.693R_BC, अतः कार्य-चक्र (R_A + R_B)/(R_A + 2R_B) = 11/21 = 52.4%; आवर्तकाल 0.693 × 21 kΩ × 0.1 µF = 1.455 ms लगभग 687 Hz देता है। R_B/(R_A + 2R_B) = 47.6% निम्न-काल अंश है, कार्य-चक्र नहीं।

  15. संतृप्ति में एक n-चैनल संवर्धन MOSFET का k′(W/L) = 2 mA/V², V_t = 1 V व V_GS = 3 V है। उसकी अपवाह धारा (mA में) ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 4

    I_D = ½k′(W/L)(V_GS − V_t)² = ½ × 2 × (2)² = 4 mA, और g_m = 2I_D/(V_GS − V_t) = 4 mA/V। ½ भूलने पर 8 mA; ओवरड्राइव के स्थान पर V_GS का वर्ग करने पर 9 mA आता है।