విజ్ఞాన శాస్త్రం మరియు సాంకేతిక విజ్ఞానం - టెస్ట్ 2 - డయోడ్లు, ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు
Please keep at least one language enabled. || కనీసం ఒక భాషను ఎంచుకోండి.
Question 1
ప్రశ్న 1
At an unbiased p-n junction in thermal equilibrium, what is the main role of the depletion region?
ఉష్ణ సమతుల్యంలో, బాహ్య bias లేని p-n junctionలో depletion region యొక్క ప్రధాన పాత్ర ఏమిటి?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• When electrons and holes initially diffuse across a p-n junction, fixed ionized donors and acceptors are left near the junction.
• These fixed charges create an internal electric field and potential barrier that opposes further majority-carrier diffusion.
• The depletion region therefore contains very few mobile majority carriers, but it is not electrically inactive.
• These fixed charges create an internal electric field and potential barrier that opposes further majority-carrier diffusion.
• The depletion region therefore contains very few mobile majority carriers, but it is not electrically inactive.
వివరణ:
• p-n junction ఏర్పడేటప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లు, holes పరస్పరం వ్యాప్తి చెందడంతో junction సమీపంలో స్థిరమైన అయనీకృత donor, acceptor పరమాణువులు మిగులుతాయి.
• వీటి ఛార్జీలు అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం మరియు అవరోధాన్ని ఏర్పరచి, ప్రధాన వాహక కణాల మరింత వ్యాప్తిని అడ్డుకుంటాయి.
• అందువల్ల depletion regionలో చలించే ప్రధాన వాహక కణాలు చాలా తక్కువగా ఉంటాయి; అయితే అది విద్యుత్ పరంగా క్రియారహిత ప్రాంతం కాదు.
• వీటి ఛార్జీలు అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం మరియు అవరోధాన్ని ఏర్పరచి, ప్రధాన వాహక కణాల మరింత వ్యాప్తిని అడ్డుకుంటాయి.
• అందువల్ల depletion regionలో చలించే ప్రధాన వాహక కణాలు చాలా తక్కువగా ఉంటాయి; అయితే అది విద్యుత్ పరంగా క్రియారహిత ప్రాంతం కాదు.
Question 2
ప్రశ్న 2
Consider the following statements about a conventional p-n junction diode:
1. Forward bias generally reduces the junction barrier and allows substantial current to flow.
2. Reverse bias generally widens the depletion region, and only a small leakage current flows before breakdown.
Which of the statements given above is/are correct?
1. Forward bias generally reduces the junction barrier and allows substantial current to flow.
2. Reverse bias generally widens the depletion region, and only a small leakage current flows before breakdown.
Which of the statements given above is/are correct?
సాధారణ p-n junction diode గురించి క్రింది ప్రకటనలను పరిశీలించండి:
1. Forward bias సాధారణంగా junction అవరోధాన్ని తగ్గించి గణనీయమైన విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని అనుమతిస్తుంది.
2. Reverse bias సాధారణంగా depletion regionను వెడల్పు చేస్తుంది; breakdownకు ముందు స్వల్ప leakage current మాత్రమే ప్రవహిస్తుంది.
పై ప్రకటనల్లో ఏది/ఏవి సరైనవి?
1. Forward bias సాధారణంగా junction అవరోధాన్ని తగ్గించి గణనీయమైన విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని అనుమతిస్తుంది.
2. Reverse bias సాధారణంగా depletion regionను వెడల్పు చేస్తుంది; breakdownకు ముందు స్వల్ప leakage current మాత్రమే ప్రవహిస్తుంది.
పై ప్రకటనల్లో ఏది/ఏవి సరైనవి?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Forward bias reduces the effective potential barrier and narrows the depletion region, so majority carriers can cross the junction much more readily.
• Reverse bias increases the barrier and depletion width, strongly suppressing ordinary current.
• A real reverse-biased diode still has a small leakage current before breakdown; saying the current is exactly zero would be inaccurate.
• Reverse bias increases the barrier and depletion width, strongly suppressing ordinary current.
• A real reverse-biased diode still has a small leakage current before breakdown; saying the current is exactly zero would be inaccurate.
వివరణ:
• Forward bias వల్ల junction వద్ద విద్యుత్ అవరోధం తగ్గి depletion region సన్నబడుతుంది; దీంతో ప్రధాన వాహక కణాలు junctionను సులభంగా దాటగలవు.
• Reverse bias వల్ల అవరోధం మరియు depletion region వెడల్పు పెరిగి సాధారణ విద్యుత్ ప్రవాహం బాగా తగ్గుతుంది.
• వాస్తవ diodeలో breakdownకు ముందు కూడా స్వల్ప leakage current ఉంటుంది; కాబట్టి విద్యుత్ ప్రవాహం ఖచ్చితంగా శూన్యం అని చెప్పడం సరైంది కాదు.
• Reverse bias వల్ల అవరోధం మరియు depletion region వెడల్పు పెరిగి సాధారణ విద్యుత్ ప్రవాహం బాగా తగ్గుతుంది.
• వాస్తవ diodeలో breakdownకు ముందు కూడా స్వల్ప leakage current ఉంటుంది; కాబట్టి విద్యుత్ ప్రవాహం ఖచ్చితంగా శూన్యం అని చెప్పడం సరైంది కాదు.
Question 3
ప్రశ్న 3
An AC supply has to power a circuit that requires current predominantly in one direction. Which property of a diode is exploited in the rectifier stage?
ఒక AC సరఫరా నుంచి ప్రధానంగా ఒకే దిశలో విద్యుత్ ప్రవాహం అవసరమైన వలయానికి శక్తి అందించాలి. Rectifier దశలో diode యొక్క ఏ లక్షణాన్ని ఉపయోగిస్తారు?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• A rectifier relies on the strongly directional current-voltage behaviour of a diode.
• The diode conducts readily for one polarity and strongly restricts current for the opposite polarity.
• This produces a unidirectional pulsating output from an alternating input; filtering may be added later to obtain smoother DC.
• The diode conducts readily for one polarity and strongly restricts current for the opposite polarity.
• This produces a unidirectional pulsating output from an alternating input; filtering may be added later to obtain smoother DC.
వివరణ:
• Rectifierలో diode ఒక దిశలో విద్యుత్ను సులభంగా ప్రవహింపజేసి, వ్యతిరేక దిశలో ప్రవాహాన్ని బలంగా అడ్డుకునే లక్షణాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
• ఒక polarityలో diode సులభంగా విద్యుత్ను ప్రవహింపజేస్తుంది; వ్యతిరేక polarityలో ప్రవాహం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
• దీంతో AC నుంచి ఒకే దిశలో pulsating విద్యుత్ ప్రవాహం లభిస్తుంది; మరింత స్థిరమైన DC కోసం తరువాత వడపోత వలయాలు ఉపయోగించవచ్చు.
• ఒక polarityలో diode సులభంగా విద్యుత్ను ప్రవహింపజేస్తుంది; వ్యతిరేక polarityలో ప్రవాహం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
• దీంతో AC నుంచి ఒకే దిశలో pulsating విద్యుత్ ప్రవాహం లభిస్తుంది; మరింత స్థిరమైన DC కోసం తరువాత వడపోత వలయాలు ఉపయోగించవచ్చు.
Question 4
ప్రశ్న 4
A sinusoidal AC input of frequency f is applied to an ideal full-wave rectifier. What is the repetition frequency of the rectified output pulses?
f ఆవర్తనంతో ఉన్న sinusoidal ACను ఆదర్శ full-wave rectifierకు ఇస్తే, rectified output pulses పునరావృత ఆవర్తనం ఎంత ఉంటుంది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• A full-wave rectifier uses both the positive and negative half-cycles of the AC input.
• Both half-cycles are redirected to produce the same current direction through the load.
• Therefore two output pulses occur during each input cycle, giving a ripple or pulse repetition frequency of 2f for an ideal sinusoidal input.
• Both half-cycles are redirected to produce the same current direction through the load.
• Therefore two output pulses occur during each input cycle, giving a ripple or pulse repetition frequency of 2f for an ideal sinusoidal input.
వివరణ:
• Full-wave rectifier ACలోని ధన, ఋణ అర్ధచక్రాలు రెండింటినీ ఉపయోగిస్తుంది.
• రెండు అర్ధచక్రాలనూ loadలో ఒకే దిశలో విద్యుత్ ప్రవహించేలా మళ్లిస్తుంది.
• అందువల్ల ప్రతి AC చక్రానికి రెండు output pulses వస్తాయి; కాబట్టి వాటి పునరావృత ఆవర్తనం 2f అవుతుంది.
• రెండు అర్ధచక్రాలనూ loadలో ఒకే దిశలో విద్యుత్ ప్రవహించేలా మళ్లిస్తుంది.
• అందువల్ల ప్రతి AC చక్రానికి రెండు output pulses వస్తాయి; కాబట్టి వాటి పునరావృత ఆవర్తనం 2f అవుతుంది.
Question 5
ప్రశ్న 5
Assertion (A): An LED is normally forward biased when it is used to emit light.
Reason (R): Electron-hole recombination in the active semiconductor region can release energy as photons.
Choose the correct answer.
Reason (R): Electron-hole recombination in the active semiconductor region can release energy as photons.
Choose the correct answer.
Assertion (A): కాంతి విడుదల చేయడానికి LEDను సాధారణంగా forward biasలో పనిచేయిస్తారు.
Reason (R): క్రియాశీల semiconductor ప్రాంతంలో electron-hole పునఃకలయిక వల్ల శక్తి photons రూపంలో విడుదల కావచ్చు.
సరైన సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Reason (R): క్రియాశీల semiconductor ప్రాంతంలో electron-hole పునఃకలయిక వల్ల శక్తి photons రూపంలో విడుదల కావచ్చు.
సరైన సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Forward bias injects electrons and holes into the LED's active junction region.
• Their recombination can release energy radiatively as photons, producing electroluminescence.
• The Reason therefore directly explains why forward bias is normally used for light emission in an LED.
• Their recombination can release energy radiatively as photons, producing electroluminescence.
• The Reason therefore directly explains why forward bias is normally used for light emission in an LED.
వివరణ:
• Forward bias వల్ల LED క్రియాశీల junction ప్రాంతంలో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు holes చేరతాయి.
• అవి పునఃకలిసినప్పుడు శక్తి photons రూపంలో విడుదలై కాంతి ఉత్పత్తి అవుతుంది; దీనిని electroluminescence అంటారు.
• కాబట్టి LEDలో కాంతి విడుదల కోసం forward bias ఎందుకు ఉపయోగిస్తారో Reason నేరుగా వివరిస్తుంది.
• అవి పునఃకలిసినప్పుడు శక్తి photons రూపంలో విడుదలై కాంతి ఉత్పత్తి అవుతుంది; దీనిని electroluminescence అంటారు.
• కాబట్టి LEDలో కాంతి విడుదల కోసం forward bias ఎందుకు ఉపయోగిస్తారో Reason నేరుగా వివరిస్తుంది.
Question 6
ప్రశ్న 6
Which semiconductor property most directly influences the photon energy, and hence the characteristic colour, of light emitted by an LED?
LED విడుదల చేసే కాంతి photon శక్తిని, తద్వారా దాని ప్రధాన రంగును, నేరుగా ప్రభావితం చేసే semiconductor లక్షణం ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• In an LED, photon emission is associated with electron-hole recombination across the semiconductor's relevant energy gap.
• The photon energy is therefore closely related to the semiconductor band gap, which determines the emitted wavelength range.
• Different semiconductor compounds are used to obtain different LED colours because their band structures differ.
• The photon energy is therefore closely related to the semiconductor band gap, which determines the emitted wavelength range.
• Different semiconductor compounds are used to obtain different LED colours because their band structures differ.
వివరణ:
• LEDలో electron-hole పునఃకలయిక సమయంలో విడుదలయ్యే photon శక్తి semiconductorలోని సంబంధిత శక్తి అంతరంతో ముడిపడి ఉంటుంది.
• అందువల్ల band gap విడుదలయ్యే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని, ప్రధాన రంగును నిర్ణయించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.
• వేర్వేరు semiconductor పదార్థాల band structure భిన్నంగా ఉండటం వల్ల వేర్వేరు రంగుల LEDs తయారు చేయవచ్చు.
• అందువల్ల band gap విడుదలయ్యే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని, ప్రధాన రంగును నిర్ణయించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.
• వేర్వేరు semiconductor పదార్థాల band structure భిన్నంగా ఉండటం వల్ల వేర్వేరు రంగుల LEDs తయారు చేయవచ్చు.
Question 7
ప్రశ్న 7
A detector in an optical communication receiver must respond quickly to changes in light intensity. Which device and operating mode are most appropriate?
Optical communication receiverలో కాంతి తీవ్రతలో వేగమైన మార్పులను గుర్తించాల్సి ఉంది. క్రింది వాటిలో సరైన పరికరం మరియు పని విధానం ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• A photodiode converts incident optical energy into an electrical response by generating charge carriers.
• Reverse bias widens the depletion region and can reduce junction capacitance, helping improve response speed.
• This makes reverse-biased photodiodes, especially PIN types, widely useful in optical communication receivers.
• Reverse bias widens the depletion region and can reduce junction capacitance, helping improve response speed.
• This makes reverse-biased photodiodes, especially PIN types, widely useful in optical communication receivers.
వివరణ:
• Photodiode పడే కాంతిని విద్యుత్ ప్రతిస్పందనగా మార్చేందుకు electron-hole జంటలను సృష్టిస్తుంది.
• Reverse bias వల్ల depletion region వెడల్పై junction capacitance తగ్గవచ్చు; దీంతో ప్రతిస్పందన వేగం పెరుగుతుంది.
• అందువల్ల ముఖ్యంగా PIN photodiodesను optical communication receiversలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.
• Reverse bias వల్ల depletion region వెడల్పై junction capacitance తగ్గవచ్చు; దీంతో ప్రతిస్పందన వేగం పెరుగుతుంది.
• అందువల్ల ముఖ్యంగా PIN photodiodesను optical communication receiversలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.
Question 8
ప్రశ్న 8
Which statement best describes the relationship between a photodiode and a photovoltaic solar cell?
Photodiode మరియు photovoltaic solar cell మధ్య సంబంధాన్ని సరైన విధంగా వివరించే ప్రకటన ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Both devices rely on semiconductor photoelectric processes in which absorbed photons can create electron-hole pairs.
• A photodiode is commonly used as a sensor, converting changes in illumination into an electrical signal.
• A photovoltaic cell is designed to separate and collect photogenerated carriers so that it can deliver useful electrical power to an external load.
• A photodiode is commonly used as a sensor, converting changes in illumination into an electrical signal.
• A photovoltaic cell is designed to separate and collect photogenerated carriers so that it can deliver useful electrical power to an external load.
వివరణ:
• రెండూ semiconductorలో కాంతి శక్తి వల్ల electron-hole జంటలు ఏర్పడే సూత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాయి.
• Photodiodeను సాధారణంగా కాంతి మార్పులను విద్యుత్ సంకేతంగా మార్చే సెన్సర్గా ఉపయోగిస్తారు.
• Photovoltaic cellలో కాంతి వల్ల ఏర్పడిన వాహక కణాలను వేరు చేసి సేకరించి, బయట loadకు ఉపయోగకరమైన విద్యుత్ శక్తిని అందించేలా రూపొందిస్తారు.
• Photodiodeను సాధారణంగా కాంతి మార్పులను విద్యుత్ సంకేతంగా మార్చే సెన్సర్గా ఉపయోగిస్తారు.
• Photovoltaic cellలో కాంతి వల్ల ఏర్పడిన వాహక కణాలను వేరు చేసి సేకరించి, బయట loadకు ఉపయోగకరమైన విద్యుత్ శక్తిని అందించేలా రూపొందిస్తారు.
Question 9
ప్రశ్న 9
A BJT is used as an electronic switch. Which pair of operating states is most closely associated with the simplified OFF and ON conditions?
BJTను electronic switchగా ఉపయోగించినప్పుడు సరళంగా OFF మరియు ON స్థితులకు అనుగుణంగా ఉండే పని స్థితులు ఏవి?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• In simplified BJT switching, cutoff corresponds to the transistor being essentially OFF with negligible collector current.
• Saturation corresponds to the strongly conducting ON state used to drive a load.
• The active region is instead associated with linear amplification, where output current varies with the input drive.
• Saturation corresponds to the strongly conducting ON state used to drive a load.
• The active region is instead associated with linear amplification, where output current varies with the input drive.
వివరణ:
• సరళ BJT switchingలో cutoff స్థితి transistor దాదాపుగా OFFగా ఉండటాన్ని, collector విద్యుత్ ప్రవాహం చాలా తక్కువగా ఉండటాన్ని సూచిస్తుంది.
• Saturation స్థితి loadను నడపడానికి ఉపయోగించే బలమైన ON స్థితిని సూచిస్తుంది.
• Active regionను సాధారణంగా linear amplification కోసం ఉపయోగిస్తారు; అందులో input మార్పులకు అనుగుణంగా output విద్యుత్ ప్రవాహం మారుతుంది.
• Saturation స్థితి loadను నడపడానికి ఉపయోగించే బలమైన ON స్థితిని సూచిస్తుంది.
• Active regionను సాధారణంగా linear amplification కోసం ఉపయోగిస్తారు; అందులో input మార్పులకు అనుగుణంగా output విద్యుత్ ప్రవాహం మారుతుంది.
Question 10
ప్రశ్న 10
For a BJT to act as a useful linear amplifier, which condition is generally required?
BJT ఉపయోగకరమైన linear amplifierగా పనిచేయడానికి సాధారణంగా ఏ పరిస్థితి అవసరం?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Linear amplification requires a transistor operating point from which small input changes can produce corresponding output changes without simply switching fully ON or OFF.
• In a BJT this is normally achieved by suitable biasing in the active region.
• The extra output power comes from the circuit's power supply; the small input signal controls that power rather than creating it.
• In a BJT this is normally achieved by suitable biasing in the active region.
• The extra output power comes from the circuit's power supply; the small input signal controls that power rather than creating it.
వివరణ:
• Linear amplificationలో చిన్న input మార్పులు పూర్తిగా ON లేదా OFF కాకుండా తగిన output మార్పులను కలిగించాలి.
• BJTలో దీనికి తగిన biasing ద్వారా active regionలో పనిచేయించడం సాధారణ పద్ధతి.
• Outputకు అవసరమైన అదనపు శక్తి బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా నుంచి వస్తుంది; చిన్న input సంకేతం ఆ శక్తి ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది.
• BJTలో దీనికి తగిన biasing ద్వారా active regionలో పనిచేయించడం సాధారణ పద్ధతి.
• Outputకు అవసరమైన అదనపు శక్తి బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా నుంచి వస్తుంది; చిన్న input సంకేతం ఆ శక్తి ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది.
Question 11
ప్రశ్న 11
Which comparison between a BJT and a field-effect transistor (FET) is most appropriate at an awareness level?
BJT మరియు field-effect transistor (FET) మధ్య అవగాహనా స్థాయిలో సరైన పోలిక ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• BJT operation involves two carrier types and control through the base-emitter input, which regulates collector current.
• A FET controls current through a semiconductor channel primarily by the electric field associated with the gate voltage.
• Both transistor families can perform switching and amplification, although their control mechanisms differ.
• A FET controls current through a semiconductor channel primarily by the electric field associated with the gate voltage.
• Both transistor families can perform switching and amplification, although their control mechanisms differ.
వివరణ:
• BJTలో base-emitter ద్వారా ఇచ్చే input collector విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది; దాని పనిలో రెండు రకాల వాహక కణాల పాత్ర ఉంటుంది.
• FETలో gate voltage వల్ల ఏర్పడే విద్యుత్ క్షేత్రం semiconductor channelలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ప్రధానంగా నియంత్రిస్తుంది.
• BJT, FET రెండింటినీ switching మరియు amplificationకు ఉపయోగించవచ్చు; అయితే వాటి నియంత్రణ విధానాలు భిన్నంగా ఉంటాయి.
• FETలో gate voltage వల్ల ఏర్పడే విద్యుత్ క్షేత్రం semiconductor channelలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ప్రధానంగా నియంత్రిస్తుంది.
• BJT, FET రెండింటినీ switching మరియు amplificationకు ఉపయోగించవచ్చు; అయితే వాటి నియంత్రణ విధానాలు భిన్నంగా ఉంటాయి.
Question 12
ప్రశ్న 12
Why is the insulated gate of a MOSFET technologically important?
MOSFETలో gateకు insulating పొర ఉండటం సాంకేతికంగా ఎందుకు ముఖ్యమైనది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• In a MOSFET the gate is separated from the semiconductor by an insulating dielectric layer.
• The gate voltage creates an electric field that controls the channel, while ideally almost no steady-state current flows into the gate.
• This voltage-controlled behaviour and compatibility with dense fabrication make MOSFETs fundamental to modern digital integrated circuits.
• The gate voltage creates an electric field that controls the channel, while ideally almost no steady-state current flows into the gate.
• This voltage-controlled behaviour and compatibility with dense fabrication make MOSFETs fundamental to modern digital integrated circuits.
వివరణ:
• MOSFETలో gate మరియు semiconductor మధ్య insulating dielectric పొర ఉంటుంది.
• Gate voltage వల్ల ఏర్పడే విద్యుత్ క్షేత్రం channelను నియంత్రిస్తుంది; ఆదర్శ స్థితిలో gateలోకి స్థిరంగా ప్రవహించే విద్యుత్ చాలా స్వల్పంగా ఉంటుంది.
• ఈ voltage-controlled లక్షణం మరియు అధిక సాంద్రతలో తయారు చేయగల సామర్థ్యం వల్ల MOSFETలు ఆధునిక digital ICలకు పునాది అయ్యాయి.
• Gate voltage వల్ల ఏర్పడే విద్యుత్ క్షేత్రం channelను నియంత్రిస్తుంది; ఆదర్శ స్థితిలో gateలోకి స్థిరంగా ప్రవహించే విద్యుత్ చాలా స్వల్పంగా ఉంటుంది.
• ఈ voltage-controlled లక్షణం మరియు అధిక సాంద్రతలో తయారు చేయగల సామర్థ్యం వల్ల MOSFETలు ఆధునిక digital ICలకు పునాది అయ్యాయి.
Question 13
ప్రశ్న 13
Which statement most accurately describes an integrated circuit (IC)?
Integrated circuit (IC)ను అత్యంత సరైన విధంగా వివరించే ప్రకటన ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• An IC combines many electronic structures, commonly including transistors and other circuit elements, on a compact semiconductor substrate.
• Integration allows complex functions to be implemented with far fewer separately wired components.
• ICs can be digital, analog or mixed-signal, so 'integrated circuit' does not mean 'digital only.'
• Integration allows complex functions to be implemented with far fewer separately wired components.
• ICs can be digital, analog or mixed-signal, so 'integrated circuit' does not mean 'digital only.'
వివరణ:
• ICలో transistorsతో పాటు ఇతర వలయ భాగాలను చిన్న semiconductor substrateపై పరస్పరం అనుసంధానించి సమీకరిస్తారు.
• ఈ సమీకరణ వల్ల అనేక వేర్వేరు భాగాలను బయట తీగలతో కలపకుండా సంక్లిష్ట పనులను ఒక చిన్న chipలో నిర్వహించవచ్చు.
• ICలు digital, analog లేదా రెండింటినీ కలిపిన రూపంలో ఉండవచ్చు; కాబట్టి IC అంటే digital మాత్రమే అని కాదు.
• ఈ సమీకరణ వల్ల అనేక వేర్వేరు భాగాలను బయట తీగలతో కలపకుండా సంక్లిష్ట పనులను ఒక చిన్న chipలో నిర్వహించవచ్చు.
• ICలు digital, analog లేదా రెండింటినీ కలిపిన రూపంలో ఉండవచ్చు; కాబట్టి IC అంటే digital మాత్రమే అని కాదు.
Question 14
ప్రశ్న 14
Which comparison between analog and digital electronic circuits is correct?
Analog మరియు digital electronic circuits మధ్య సరైన పోలిక ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Analog signals vary continuously over a range and are useful for representing many physical quantities.
• Digital systems represent information using discrete logic states, commonly interpreted as binary 0 and 1.
• Real digital hardware uses allowable voltage ranges for logic states; it is not universally restricted to exactly 0 V and 5 V.
• Digital systems represent information using discrete logic states, commonly interpreted as binary 0 and 1.
• Real digital hardware uses allowable voltage ranges for logic states; it is not universally restricted to exactly 0 V and 5 V.
వివరణ:
• Analog సంకేతాలు ఒక పరిధిలో నిరంతరంగా మారుతూ ఉష్ణోగ్రత, శబ్దం, కాంతి వంటి అనేక భౌతిక పరిమాణాలను ప్రతిబింబించగలవు.
• Digital వ్యవస్థలు విడివిడిగా నిర్వచించిన logic స్థితులతో సమాచారాన్ని సూచిస్తాయి; సాధారణంగా వాటిని binary 0, 1గా పరిగణిస్తారు.
• వాస్తవ digital పరికరాల్లో logic స్థితులకు voltage పరిధులు ఉంటాయి; అన్ని పరికరాల్లో ఖచ్చితంగా 0 V, 5 V మాత్రమే ఉండాలనే నియమం లేదు.
• Digital వ్యవస్థలు విడివిడిగా నిర్వచించిన logic స్థితులతో సమాచారాన్ని సూచిస్తాయి; సాధారణంగా వాటిని binary 0, 1గా పరిగణిస్తారు.
• వాస్తవ digital పరికరాల్లో logic స్థితులకు voltage పరిధులు ఉంటాయి; అన్ని పరికరాల్లో ఖచ్చితంగా 0 V, 5 V మాత్రమే ఉండాలనే నియమం లేదు.
Question 15
ప్రశ్న 15
A sensor produces a continuously varying voltage proportional to temperature, but a microprocessor must process the measurement digitally. Which function is directly required between them?
ఒక sensor ఉష్ణోగ్రతకు అనుగుణంగా నిరంతరంగా మారే voltageను ఇస్తోంది; కానీ microprocessor ఆ కొలతను digital రూపంలో విశ్లేషించాలి. వీటి మధ్య నేరుగా ఏ పని అవసరం?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• The sensor output is analog because its voltage varies continuously with the measured temperature.
• A microprocessor operates on digital representations, so the analog measurement must be sampled and converted into a digital value.
• Analog-to-digital conversion is therefore a key interface between many real-world sensors and digital processing systems.
• A microprocessor operates on digital representations, so the analog measurement must be sampled and converted into a digital value.
• Analog-to-digital conversion is therefore a key interface between many real-world sensors and digital processing systems.
వివరణ:
• Sensor ఇచ్చే voltage ఉష్ణోగ్రతతో నిరంతరంగా మారుతుంది కాబట్టి అది analog సంకేతం.
• Microprocessor digital విలువలపై పనిచేస్తుంది; అందువల్ల ఆ analog కొలతను నమూనా తీసుకుని digital సంఖ్యగా మార్చాలి.
• ఈ analog-to-digital conversion అనేక sensors మరియు digital processing వ్యవస్థల మధ్య కీలక అనుసంధానం.
• Microprocessor digital విలువలపై పనిచేస్తుంది; అందువల్ల ఆ analog కొలతను నమూనా తీసుకుని digital సంఖ్యగా మార్చాలి.
• ఈ analog-to-digital conversion అనేక sensors మరియు digital processing వ్యవస్థల మధ్య కీలక అనుసంధానం.
Question 16
ప్రశ్న 16
Match the semiconductor device with its characteristic application:
1. Rectifier diode
2. LED
3. Photodiode
4. Transistor
A. Switching or amplification
B. Electrical-to-light conversion
C. Light detection
D. Rectification of alternating current
1. Rectifier diode
2. LED
3. Photodiode
4. Transistor
A. Switching or amplification
B. Electrical-to-light conversion
C. Light detection
D. Rectification of alternating current
Semiconductor పరికరాన్ని దాని ప్రధాన ఉపయోగంతో జతపరచండి:
1. Rectifier diode
2. LED
3. Photodiode
4. Transistor
A. ఆన్/ఆఫ్ నియంత్రణ లేదా సంకేత బలపరచడం
B. విద్యుత్ శక్తిని కాంతిగా మార్చడం
C. కాంతిని గుర్తించడం
D. ACను ఒకే దిశలో ప్రవహించే విద్యుత్గా మార్చడం
1. Rectifier diode
2. LED
3. Photodiode
4. Transistor
A. ఆన్/ఆఫ్ నియంత్రణ లేదా సంకేత బలపరచడం
B. విద్యుత్ శక్తిని కాంతిగా మార్చడం
C. కాంతిని గుర్తించడం
D. ACను ఒకే దిశలో ప్రవహించే విద్యుత్గా మార్చడం
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• A rectifier diode uses directional conduction to convert AC into a unidirectional pulsating current.
• An LED converts electrical energy into light, while a photodiode converts incident light into an electrical response for detection.
• A transistor is widely used as an electronic switch or amplifier.
• An LED converts electrical energy into light, while a photodiode converts incident light into an electrical response for detection.
• A transistor is widely used as an electronic switch or amplifier.
వివరణ:
• Rectifier diode ఒక దిశలో విద్యుత్ను ఎక్కువగా ప్రవహింపజేసే లక్షణంతో ACను ఒకే దిశలో pulsating విద్యుత్ ప్రవాహంగా మారుస్తుంది.
• LED విద్యుత్ శక్తిని కాంతిగా మారుస్తుంది; photodiode పడే కాంతిని విద్యుత్ ప్రతిస్పందనగా మార్చి గుర్తిస్తుంది.
• Transistorను విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ON/OFF చేయడానికి లేదా సంకేతాలను బలపరచడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.
• LED విద్యుత్ శక్తిని కాంతిగా మారుస్తుంది; photodiode పడే కాంతిని విద్యుత్ ప్రతిస్పందనగా మార్చి గుర్తిస్తుంది.
• Transistorను విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ON/OFF చేయడానికి లేదా సంకేతాలను బలపరచడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.
Question 17
ప్రశ్న 17
Assertion (A): Reverse bias is often used when a photodiode must respond rapidly.
Reason (R): Reverse bias can widen the depletion region and reduce junction capacitance, thereby improving response speed.
Choose the correct answer.
Reason (R): Reverse bias can widen the depletion region and reduce junction capacitance, thereby improving response speed.
Choose the correct answer.
Assertion (A): Photodiode వేగంగా స్పందించాల్సినప్పుడు సాధారణంగా reverse biasను ఉపయోగిస్తారు.
Reason (R): Reverse bias వల్ల depletion region వెడల్పై junction capacitance తగ్గవచ్చు; దీంతో ప్రతిస్పందన వేగం మెరుగుపడుతుంది.
సరైన సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Reason (R): Reverse bias వల్ల depletion region వెడల్పై junction capacitance తగ్గవచ్చు; దీంతో ప్రతిస్పందన వేగం మెరుగుపడుతుంది.
సరైన సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Reverse bias is commonly used in photodiode detector circuits when high-speed response is important.
• Increasing depletion width reduces junction capacitance and can allow faster electrical response.
• Reverse bias can also increase dark current, so it involves a design trade-off rather than being universally beneficial in every detector.
• Increasing depletion width reduces junction capacitance and can allow faster electrical response.
• Reverse bias can also increase dark current, so it involves a design trade-off rather than being universally beneficial in every detector.
వివరణ:
• వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన అవసరమైన photodiode detector వలయాల్లో reverse biasను సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు.
• Depletion region వెడల్పు పెరగడం వల్ల junction capacitance తగ్గి విద్యుత్ ప్రతిస్పందన వేగం పెరగవచ్చు.
• అయితే reverse bias వల్ల dark current కూడా పెరగవచ్చు; కాబట్టి ఇది ప్రతి detectorలో పరిమితిలేని ప్రయోజనం కాదు.
• Depletion region వెడల్పు పెరగడం వల్ల junction capacitance తగ్గి విద్యుత్ ప్రతిస్పందన వేగం పెరగవచ్చు.
• అయితే reverse bias వల్ల dark current కూడా పెరగవచ్చు; కాబట్టి ఇది ప్రతి detectorలో పరిమితిలేని ప్రయోజనం కాదు.
Question 18
ప్రశ్న 18
A microcontroller output cannot directly supply the current needed by a relay coil. Which use of a transistor is most appropriate?
Microcontroller output ఒక relay coilకు అవసరమైన విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నేరుగా ఇవ్వలేకపోతోంది. ఇక్కడ transistorను ఏ విధంగా ఉపయోగించడం అత్యంత సరైనది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• A transistor can let a low-power control signal switch a substantially larger load current supplied by another power source.
• This is a common interface between digital control circuits and devices such as relays, motors and solenoids.
• The transistor controls the external electrical power; it does not create that power from the small microcontroller signal.
• This is a common interface between digital control circuits and devices such as relays, motors and solenoids.
• The transistor controls the external electrical power; it does not create that power from the small microcontroller signal.
వివరణ:
• Transistor చిన్న శక్తి గల నియంత్రణ సంకేతంతో మరో విద్యుత్ మూలం నుంచి వచ్చే ఎక్కువ load currentను ON/OFF చేయగలదు.
• Digital నియంత్రణ వలయాలను relays, motors, solenoids వంటి పరికరాలతో అనుసంధానించడానికి ఇది సాధారణ పద్ధతి.
• Transistor బాహ్య విద్యుత్ శక్తి ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది; microcontroller ఇచ్చే చిన్న సంకేతం నుంచి ఆ శక్తిని సృష్టించదు.
• Digital నియంత్రణ వలయాలను relays, motors, solenoids వంటి పరికరాలతో అనుసంధానించడానికి ఇది సాధారణ పద్ధతి.
• Transistor బాహ్య విద్యుత్ శక్తి ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది; microcontroller ఇచ్చే చిన్న సంకేతం నుంచి ఆ శక్తిని సృష్టించదు.
Question 19
ప్రశ్న 19
Consider the following statements about digital integrated circuits:
1. Transistors can be interconnected to form logic gates.
2. Logic gates can be combined to construct registers, arithmetic units and processors.
3. Every physical digital signal must equal a mathematically exact ideal voltage at all times.
Which of the statements given above are correct?
1. Transistors can be interconnected to form logic gates.
2. Logic gates can be combined to construct registers, arithmetic units and processors.
3. Every physical digital signal must equal a mathematically exact ideal voltage at all times.
Which of the statements given above are correct?
Digital integrated circuits గురించి క్రింది ప్రకటనలను పరిశీలించండి:
1. Transistorsను అనుసంధానించి logic gatesను నిర్మించవచ్చు.
2. Logic gatesను కలిపి registers, arithmetic units, processors వంటి సంక్లిష్ట వలయాలను రూపొందించవచ్చు.
3. ప్రతి physical digital signal ఎల్లప్పుడూ గణితపరంగా ఖచ్చితమైన ఒక ideal voltageకే సమానంగా ఉండాలి.
పై ప్రకటనల్లో ఏవి సరైనవి?
1. Transistorsను అనుసంధానించి logic gatesను నిర్మించవచ్చు.
2. Logic gatesను కలిపి registers, arithmetic units, processors వంటి సంక్లిష్ట వలయాలను రూపొందించవచ్చు.
3. ప్రతి physical digital signal ఎల్లప్పుడూ గణితపరంగా ఖచ్చితమైన ఒక ideal voltageకే సమానంగా ఉండాలి.
పై ప్రకటనల్లో ఏవి సరైనవి?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Switching transistors are interconnected to implement basic logic functions in digital ICs.
• Logic gates can be assembled into higher-level structures such as registers, arithmetic logic units and processors.
• Real digital systems recognise voltage ranges as logic states; exact ideal voltages are not required at every instant.
• Logic gates can be assembled into higher-level structures such as registers, arithmetic logic units and processors.
• Real digital systems recognise voltage ranges as logic states; exact ideal voltages are not required at every instant.
వివరణ:
• Digital ICల్లో switching transistorsను అనుసంధానించి ప్రాథమిక logic functionsను అమలు చేస్తారు.
• Logic gatesను కలిపి registers, arithmetic logic units, processors వంటి ఉన్నత స్థాయి నిర్మాణాలు తయారు చేస్తారు.
• వాస్తవ digital వ్యవస్థలు logic స్థితులను voltage పరిధుల ద్వారా గుర్తిస్తాయి; ప్రతి క్షణం ఖచ్చితమైన ideal voltage ఉండాల్సిన అవసరం లేదు.
• Logic gatesను కలిపి registers, arithmetic logic units, processors వంటి ఉన్నత స్థాయి నిర్మాణాలు తయారు చేస్తారు.
• వాస్తవ digital వ్యవస్థలు logic స్థితులను voltage పరిధుల ద్వారా గుర్తిస్తాయి; ప్రతి క్షణం ఖచ్చితమైన ideal voltage ఉండాల్సిన అవసరం లేదు.
Question 20
ప్రశ్న 20
Which of the following statements about integrated electronics are correct?
1. Analog ICs can amplify continuously varying signals.
2. Digital ICs can implement Boolean logic using switching transistors.
3. Mixed-signal ICs can contain both analog and digital functions.
4. An integrated circuit is the same thing as a printed circuit board.
How many of the statements given above are correct?
1. Analog ICs can amplify continuously varying signals.
2. Digital ICs can implement Boolean logic using switching transistors.
3. Mixed-signal ICs can contain both analog and digital functions.
4. An integrated circuit is the same thing as a printed circuit board.
How many of the statements given above are correct?
సమీకృత ఎలక్ట్రానిక్ వలయాల గురించి క్రింది ప్రకటనలను పరిశీలించండి:
1. Analog ICలు నిరంతరంగా మారే సంకేతాలను బలపరచగలవు.
2. Digital ICలు switching transistors సహాయంతో Boolean logicను అమలు చేయగలవు.
3. Mixed-signal ICల్లో analog మరియు digital పనులు రెండూ ఉండవచ్చు.
4. Integrated circuit మరియు printed circuit board రెండూ ఒకటే.
పై ప్రకటనల్లో ఎన్ని సరైనవి?
1. Analog ICలు నిరంతరంగా మారే సంకేతాలను బలపరచగలవు.
2. Digital ICలు switching transistors సహాయంతో Boolean logicను అమలు చేయగలవు.
3. Mixed-signal ICల్లో analog మరియు digital పనులు రెండూ ఉండవచ్చు.
4. Integrated circuit మరియు printed circuit board రెండూ ఒకటే.
పై ప్రకటనల్లో ఎన్ని సరైనవి?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Statements 1, 2 and 3 are correct: modern ICs can be analog, digital or mixed-signal depending on their intended function.
• Statement 4 is incorrect because an IC is fabricated as an integrated semiconductor device, whereas a printed circuit board provides a larger platform for mounting and interconnecting components.
• Many electronic systems combine multiple ICs and discrete components on a printed circuit board.
• Statement 4 is incorrect because an IC is fabricated as an integrated semiconductor device, whereas a printed circuit board provides a larger platform for mounting and interconnecting components.
• Many electronic systems combine multiple ICs and discrete components on a printed circuit board.
వివరణ:
• 1, 2, 3 ప్రకటనలు సరైనవి; అవసరాన్ని బట్టి ICలు analog, digital లేదా రెండింటి పనులను కలిపిన mixed-signal రూపంలో ఉండవచ్చు.
• 4వ ప్రకటన తప్పు; IC అనేది semiconductorలో సమీకరించి తయారు చేసే పరికరం, printed circuit board అయితే అనేక భాగాలను అమర్చి పరస్పరం కలిపే పెద్ద వేదిక.
• అనేక electronic systemsలో పలువురు ICలు మరియు ఇతర భాగాలను ఒక printed circuit boardపై అమర్చుతారు.
• 4వ ప్రకటన తప్పు; IC అనేది semiconductorలో సమీకరించి తయారు చేసే పరికరం, printed circuit board అయితే అనేక భాగాలను అమర్చి పరస్పరం కలిపే పెద్ద వేదిక.
• అనేక electronic systemsలో పలువురు ICలు మరియు ఇతర భాగాలను ఒక printed circuit boardపై అమర్చుతారు.
Answer Key సమాధానాల పట్టిక
-
Question 1 ప్రశ్న 1Answer: B. It contains fixed ionized dopant charges whose electric field opposes further diffusion of majority carriers సమాధానం: B. ఇందులో స్థిరంగా ఉన్న అయనీకృత dopant ఛార్జీలు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరచి, ప్రధాన విద్యుత్ వాహక కణాల మరింత వ్యాప్తిని అడ్డుకుంటాయి
-
Question 2 ప్రశ్న 2Answer: C. Both 1 and 2 సమాధానం: C. 1 మరియు 2 రెండూ
-
Question 3 ప్రశ్న 3Answer: A. It conducts much more readily in forward bias than in reverse bias సమాధానం: A. Forward biasలో సులభంగా విద్యుత్ను ప్రవహింపజేసి, reverse biasలో ప్రవాహాన్ని బలంగా అడ్డుకునే లక్షణం
-
Question 4 ప్రశ్న 4Answer || సమాధానం: C. 2f
-
Question 5 ప్రశ్న 5Answer: A. Both A and R are true, and R is the correct explanation of A సమాధానం: A. A మరియు R రెండూ సరైనవి; Aకు R సరైన వివరణ
-
Question 6 ప్రశ్న 6Answer: A. The semiconductor band gap సమాధానం: A. Semiconductor band gap
-
Question 7 ప్రశ్న 7Answer: B. A reverse-biased photodiode సమాధానం: B. Reverse biasలో పనిచేసే photodiode
-
Question 8 ప్రశ్న 8Answer: A. Both can use light-generated electron-hole pairs in semiconductor junctions, but a solar cell is optimized to deliver electrical power whereas a photodiode is commonly optimized for light detection సమాధానం: A. రెండింటిలోనూ కాంతి వల్ల semiconductor junctionలో electron-hole జంటలు ఏర్పడవచ్చు; అయితే solar cell విద్యుత్ శక్తి అందించేందుకు, photodiode కాంతిని గుర్తించేందుకు ప్రధానంగా రూపొందించబడుతుంది
-
Question 9 ప్రశ్న 9Answer: B. Cutoff and saturation సమాధానం: B. Cutoff మరియు saturation
-
Question 10 ప్రశ్న 10Answer: A. It should be biased in an appropriate active region సమాధానం: A. తగిన active regionలో bias చేయాలి
-
Question 11 ప్రశ్న 11Answer: B. A BJT involves control through base-emitter drive and carrier injection, whereas a FET controls channel conduction mainly through an electric field produced by the gate voltage సమాధానం: B. BJTలో base-emitter ద్వారా ఇచ్చే నియంత్రణ మరియు వాహక కణాల ప్రవేశం ముఖ్యమైనవి; FETలో gate voltage వల్ల ఏర్పడే విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రధానంగా channelలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది
-
Question 12 ప్రశ్న 12Answer: A. It allows channel current to be controlled mainly by gate voltage while requiring very little steady-state gate current సమాధానం: A. చాలా స్వల్ప స్థిర gate currentతోనే gate voltage ద్వారా channel విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడానికి ఇది సహాయపడుతుంది
-
Question 13 ప్రశ్న 13Answer: B. It integrates many interconnected electronic elements on or within a small semiconductor substrate to perform circuit functions సమాధానం: B. ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వలయ పనులను చేయడానికి అనేక పరస్పర అనుసంధానిత ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను చిన్న semiconductor substrateపై లేదా దానిలో సమీకరిస్తారు
-
Question 14 ప్రశ్న 14Answer: A. Analog circuits can represent continuously varying signal levels, whereas digital circuits use discrete logic states సమాధానం: A. Analog circuits నిరంతరంగా మారే సంకేత స్థాయులను ప్రతిబింబించగలవు; digital circuits విడివిడిగా నిర్వచించిన logic స్థితులను ఉపయోగిస్తాయి
-
Question 15 ప్రశ్న 15Answer: A. Analog-to-digital conversion సమాధానం: A. Analog సంకేతాన్ని digital విలువగా మార్చడం
-
Question 16 ప్రశ్న 16Answer || సమాధానం: A. 1-D, 2-B, 3-C, 4-A
-
Question 17 ప్రశ్న 17Answer: A. Both A and R are true, and R is the correct explanation of A సమాధానం: A. A మరియు R రెండూ సరైనవి; Aకు R సరైన వివరణ
-
Question 18 ప్రశ్న 18Answer: A. Use the transistor as a controlled electronic switch so the small control signal governs current from an external supply through the relay సమాధానం: A. చిన్న నియంత్రణ సంకేతంతో బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా నుంచి relay ద్వారా ఎక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించే switchగా transistorను ఉపయోగించడం
-
Question 19 ప్రశ్న 19Answer: A. 1 and 2 only సమాధానం: A. 1 మరియు 2 మాత్రమే
-
Question 20 ప్రశ్న 20Answer: C. Only three సమాధానం: C. మూడు మాత్రమే