Valve Electronics Questions in Gujarati

(B) આપેલ છે: $i_p = K(V_p + \mu V_g)^{3/2}$,$r_p = 10^4 \, \Omega$,$g_m = 5 \times 10^{-3} \, \text{mho}$.
પ્રથમ,એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu = r_p \times g_m = 10^4 \times 5 \times 10^{-3} = 50$ ગણો.
ગ્રીડ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ માટે,$i_p = 0$,તેથી $V_p + \mu V_g = 0$. આમ,$V_g = -V_p / \mu = -300 / 50 = -6 \, V$.
હવે,$g_m$ શોધવા માટે $i_p$ નું $V_g$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા: $g_m = \frac{\partial i_p}{\partial V_g} = K \cdot \frac{3}{2} (V_p + \mu V_g)^{1/2} \cdot \mu$.
આપેલ ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ પર,$i_p = 8 \, mA$,તેથી $8 = K(V_p + \mu V_g)^{3/2} \implies (V_p + \mu V_g)^{1/2} = (8/K)^{1/3}$.
આને $g_m$ ના સમીકરણમાં મૂકતા: $5 \times 10^{-3} = \frac{3}{2} K \mu (8/K)^{1/3} = \frac{3}{2} \times 50 \times K^{2/3} \times 2 = 150 K^{2/3}$.
નોંધ: $i_p$ એ $mA$ માં હોવાથી,$g_m$ એ $mA/V$ માં છે. $5 \times 10^{-3} \, \text{mho} = 5 \, mA/V$.
$5 = 150 K^{2/3} \implies K^{2/3} = 5/150 = 1/30 \implies K = (1/30)^{3/2}$.

(D) પ્લેટ અવરોધ $r_p$ ને $r_p = \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta I_p} \right)_{V_g = \text{અચળ}}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$V_g = 0$ $V$ લેતા, આપણને $\Delta V_p = 150 - 120 = 30$ $V$ અને $\Delta I_p = (15 - 10) \text{ mA} = 5 \times 10^{-3}$ $A$ મળે છે.
આમ, $r_p = \frac{30}{5 \times 10^{-3}} = 6 \times 10^3 \Omega = 6000 \Omega$.
વૈકલ્પિક રીતે, $\mu = \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} \right)_{I_p = \text{અચળ}}$ અને $g_m = \left( \frac{\Delta I_p}{\Delta V_g} \right)_{V_p = \text{અચળ}}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$I_p = 10$ mA માટે, $\mu = \frac{150 - 120}{0 - (-4)} = \frac{30}{4} = 7.5$.
$V_p = 150$ $V$ માટે, $g_m = \frac{(15 - 10) \times 10^{-3}}{0 - (-4)} = \frac{5 \times 10^{-3}}{4} = 1.25 \times 10^{-3} \text{ S}$.
તેથી $r_p = \frac{\mu}{g_m} = \frac{7.5}{1.25 \times 10^{-3}} = 6000 \Omega$.

(D) ડાયનેમિક પ્લેટ અવરોધને $r_p = \frac{dV_p}{dI_p}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
સ્પેસ ચાર્જ લિમિટેડ વિસ્તારમાં વેક્યુમ ડાયોડ માટે,પ્લેટ કરંટ $I_p$ એ પ્લેટ વોલ્ટેજ $V_p$ સાથે ચાઈલ્ડના નિયમ મુજબ સંબંધિત છે: $I_p = K V_p^{3/2}$,જ્યાં $K$ એક અચળાંક છે.
$V_p$ માટે સમીકરણ ગોઠવતા,આપણને $V_p = \left( \frac{I_p}{K} \right)^{2/3}$ મળે છે.
$V_p$ નું $I_p$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dV_p}{dI_p} = \frac{d}{dI_p} \left( \frac{I_p^{2/3}}{K^{2/3}} \right) = \frac{1}{K^{2/3}} \cdot \frac{2}{3} I_p^{(2/3 - 1)} = \frac{2}{3 K^{2/3}} I_p^{-1/3}$.
કારણ કે $r_p = \frac{dV_p}{dI_p}$,તેથી $r_p = \text{અચળાંક} \cdot I_p^{-1/3}$.
આમ,$r_p \propto \frac{1}{I_p^{1/3}}$.

(D) પ્લેટ અવરોધ $r_p$ એ અચળ ગ્રીડ પોટેન્શિયલ પર $I_p - V_p$ લાક્ષણિકતા વક્રના ઢાળના વ્યસ્ત તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
આપેલ સંબંધ: $I_p = (0.125V_p - 7.5) \text{ mA}$.
પ્લેટ અવરોધ $r_p$ શોધવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\frac{1}{r_p} = \frac{\partial I_p}{\partial V_p}$.
આપેલ સમીકરણનું $V_p$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dI_p}{dV_p} = 0.125 \text{ mA/V} = 0.125 \times 10^{-3} \text{ A/V}$.
કારણ કે $\frac{1}{r_p} = 0.125 \times 10^{-3} \text{ S}$,તેથી:
$r_p = \frac{1}{0.125 \times 10^{-3}} \Omega = \frac{1000}{0.125} \Omega = 8000 \Omega$.
તેથી,$r_p = 8 \text{ k}\Omega$.

(A) પ્લેટ અવરોધ $r_p$ એ એનોડ પોટેન્શિયલમાં ફેરફાર અને એનોડ પ્રવાહમાં ફેરફારના ગુણોત્તર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $r_p = \frac{\Delta V_p}{\Delta i_p} = \frac{10 \,V}{0.8 \times 10^{-3} \,A} = 12500 \, \Omega$.
આપણે જાણીએ છીએ કે એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu = g_m \times r_p$,જ્યાં $g_m$ એ ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ છે.
વળી,$g_m = \frac{\Delta i_p}{\Delta V_g}$.
$g_m$ ની કિંમત મૂકતા,આપણને મળે છે $\mu = \frac{\Delta i_p}{\Delta V_g} \times r_p$.
ગ્રીડ વોલ્ટેજમાં ફેરફાર $\Delta V_g$ માટે સૂત્ર બનાવતા: $\Delta V_g = \frac{\Delta i_p \times r_p}{\mu}$.
કિંમતો મૂકતા: $\Delta V_g = \frac{4 \times 10^{-3} \,A \times 12500 \, \Omega}{8} = \frac{50}{8} = 6.25 \,V$.

(A) પ્લેટ પ્રવાહ માટેનું આપેલ સમીકરણ ${I_p} = 0.004 ({V_p} + 10{V_g})^{3/2} \text{ mA}$ છે.
આને પ્રમાણિત ટ્રાયોડ સમીકરણ ${I_p} = K ({V_p} + \mu {V_g})^{3/2}$ સાથે સરખાવતા,આપણને એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu = 10$ મળે છે.
ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ ${g_m}$ શોધવા માટે,આપણે ${I_p}$ નું ${V_g}$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
${g_m} = \frac{\partial {I_p}}{\partial {V_g}} = 0.004 \times \frac{3}{2} ({V_p} + 10{V_g})^{1/2} \times 10$.
${V_p} = 120 \text{ V}$ અને ${V_g} = -2 \text{ V}$ મૂકતા:
${g_m} = 0.004 \times 15 \times (120 - 20)^{1/2} = 0.06 \times (100)^{1/2} = 0.06 \times 10 = 0.6 \text{ m mho}$.
હવે,સંબંધ $\mu = {r_p} \times {g_m}$ નો ઉપયોગ કરીને,આપણે પ્લેટ અવરોધ ${r_p}$ શોધીએ છીએ:
${r_p} = \frac{\mu}{{g_m}} = \frac{10}{0.6 \times 10^{-3} \text{ mho}} = \frac{10}{0.0006} \approx 16.67 \times 10^3 \Omega = 16.67 \text{ k}\Omega$.
આમ,પેરામીટર્સ $\mu = 10, {r_p} = 16.7 \text{ k}\Omega, {g_m} = 0.6 \text{ m mho}$ છે.

(B) ટ્રાયોડનો એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu$ એ મ્યુચ્યુઅલ કન્ડક્ટન્સ $(g_m)$ અને એનોડ અવરોધ $(r_p)$ ના ગુણાકાર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$\mu = g_m \times r_p = 2.5 \times 10^{-3} \text{ A/V} \times 20 \times 10^3 \text{ }\Omega = 50$.
ટ્રાયોડ એમ્પ્લીફાયર માટે,વોલ્ટેજ ગેઇન $(A)$ નું સૂત્ર છે:
$A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$,જ્યાં $R_L$ એ લોડ અવરોધ છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$10 = \frac{50 \times R_L}{20 + R_L}$.
બંને બાજુ $(20 + R_L)$ વડે ગુણતા:
$10(20 + R_L) = 50 R_L$.
$200 + 10 R_L = 50 R_L$.
$200 = 40 R_L$.
$R_L = \frac{200}{40} = 5 \text{ k}\Omega$.

(A) ટ્રાયોડ એમ્પ્લીફાયરનો વોલ્ટેજ ગેઇન $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $A = \frac{14 \times 12}{10 + 12} = \frac{168}{22} = \frac{84}{11}$.
આઉટપુટ વોલ્ટેજનું પીક મૂલ્ય $V_0 = A \times E_{peak} = \frac{84}{11} \times 2\sqrt{2} \text{ V}$ છે.
$RMS$ આઉટપુટ વોલ્ટેજ $V_{rms} = \frac{V_0}{\sqrt{2}} = \frac{84}{11} \times 2 = \frac{168}{11} \text{ V}$ છે.
લોડ $R_L$ માંથી વહેતો $RMS$ પ્રવાહ $I_{rms} = \frac{V_{rms}}{R_L} = \frac{168 / 11}{12 \times 10^3} \text{ A}$ છે.
$I_{rms} = \frac{168}{11 \times 12 \times 10^3} = \frac{14}{11 \times 10^3} \approx 1.27 \times 10^{-3} \text{ A} = 1.27 \text{ mA}$.

(C) પ્લેટ અવરોધ $r_p$ નીચે મુજબ મળે છે: $r_p = \frac{\mu}{g_m} = \frac{64}{1600 \times 10^{-6} \, \text{S}} = 4 \times 10^4 \, \Omega = 40 \, k\Omega$.
વોલ્ટેજ ગેઇન $A_v$ નીચે મુજબ મળે છે: $A_v = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L} = \frac{64 \times 40 \times 10^3}{40 \times 10^3 + 40 \times 10^3} = \frac{64}{2} = 32$.
આઉટપુટ સિગ્નલ વોલ્ટેજ $V_0 = A_v \times V_i = 32 \times 1 \, V = 32 \, V \text{ (rms)}$.
લોડમાં સિગ્નલ પાવર $P = \frac{V_0^2}{R_L} = \frac{(32)^2}{40 \times 10^3} \, W = \frac{1024}{40} \times 10^{-3} \, W = 25.6 \times 10^{-3} \, W = 25.6 \, mW$.

(A) ટ્રાયોડમાં પ્લેટ કરંટ $I_p$ એ ચાઈલ્ડ-લેંગમ્યુરના નિયમ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $I_p = k(V_p + \mu V_g)^{3/2}$,જ્યાં $V_p$ એ પ્લેટ પોટેન્શિયલ છે,$V_g$ એ ગ્રીડ પોટેન્શિયલ છે,અને $\mu$ એ એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર છે.
આપેલ છે $\mu = 10$. પ્રથમ કિસ્સા માટે: $4 = k(200 + 10 \times (-4))^{3/2} = k(200 - 40)^{3/2} = k(160)^{3/2} \dots (i)$.
બીજા કિસ્સા માટે: $I_p' = k(160 + 10 \times (-7))^{3/2} = k(160 - 70)^{3/2} = k(90)^{3/2} \dots (ii)$.
સમીકરણ $(ii)$ ને સમીકરણ $(i)$ વડે ભાગતા:
$\frac{I_p'}{4} = \frac{k(90)^{3/2}}{k(160)^{3/2}} = \left(\frac{90}{160}\right)^{3/2} = \left(\frac{9}{16}\right)^{3/2}$.
$I_p' = 4 \times \left(\frac{3}{4}\right)^3 = 4 \times \frac{27}{64} = \frac{27}{16} = 1.6875 \, mA \approx 1.69 \, mA$.

(A) આપેલ છે કે,$V_g = -1 \ V$ માટે,સંબંધ $I_p = 0.125 V_p - 7.5$ છે.
$V_g = -3 \ V$ અને $V_p = 300 \ V$ માટે,પ્લેટ કરંટ $I_p = 5 \ mA$ છે.
એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu = \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} \right)_{I_p = \text{const}}$ શોધવા માટે,આપણે $V_g = -1 \ V$ પર $I_p = 5 \ mA$ જાળવી રાખવા માટે જરૂરી પ્લેટ વોલ્ટેજ $V_p'$ શોધીશું.
આપેલ સમીકરણમાં $I_p = 5 \ mA$ મૂકતા:
$5 = 0.125 V_p' - 7.5$
$12.5 = 0.125 V_p'$
$V_p' = \frac{12.5}{0.125} = 100 \ V$.
હવે,પ્લેટ વોલ્ટેજમાં ફેરફાર $\Delta V_p = 300 \ V - 100 \ V = 200 \ V$.
ગ્રીડ વોલ્ટેજમાં ફેરફાર $\Delta V_g = -1 \ V - (-3 \ V) = 2 \ V$.
તેથી,એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu = \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} = \frac{200 \ V}{2 \ V} = 100$.

(B) એનોડ લાક્ષણિકતા વક્રનો ઢાળ $\frac{1}{r_p}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $r_p$ એ પ્લેટ અવરોધ છે.
આપેલ છે કે $\frac{1}{r_p} = 0.02 \, mA/V = 0.02 \times 10^{-3} \, A/V$.
તેથી,$r_p = \frac{1}{0.02 \times 10^{-3}} \, \Omega = 50 \times 10^3 \, \Omega = 50 \, k\Omega$.
મ્યુચ્યુઅલ લાક્ષણિકતા વક્રનો ઢાળ એ ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ $g_m$ છે.
આપેલ છે કે $g_m = 1 \, mA/V = 1 \times 10^{-3} \, A/V$.
એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu$ ને $\mu = r_p \times g_m$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા: $\mu = (50 \times 10^3 \, \Omega) \times (1 \times 10^{-3} \, A/V) = 50$.
આમ,એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $50$ છે.

(D) મ્યુચ્યુઅલ કન્ડક્ટન્સ $(g_m)$ એ અચળ પ્લેટ પોટેન્શિયલ $(V_p)$ પર એનોડ કરંટમાં થતા ફેરફાર $(\Delta I_p)$ અને ગ્રીડ પોટેન્શિયલમાં થતા ફેરફાર $(\Delta V_g)$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$g_m = \left( \frac{\Delta I_p}{\Delta V_g} \right)_{V_p = \text{constant}}$
આપેલ આલેખ પરથી, $V_p = 80 \text{ V}$ માટેનો વક્ર ધ્યાનમાં લો.
જ્યારે $V_g = 0 \text{ V}$ હોય, ત્યારે $I_p = 20 \text{ mA}$ છે.
જ્યારે $V_g = -2 \text{ V}$ હોય, ત્યારે $I_p = 0 \text{ mA}$ છે.
તેથી, $\Delta I_p = (20 - 0) \text{ mA} = 20 \times 10^{-3} \text{ A}$.
અને $\Delta V_g = (0 - (-2)) \text{ V} = 2 \text{ V}$.
$g_m = \frac{20 \times 10^{-3} \text{ A}}{2 \text{ V}} = 10 \times 10^{-3} \text{ mho} = 10 \text{ m mho}$.

(D) કટ-ઓફ ગ્રીડ વોલ્ટેજ એ નેગેટિવ ગ્રીડ બાયસ વોલ્ટેજ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જેના પર પ્લેટ કરંટ $(I_P)$ શૂન્ય થઈ જાય છે.
આપેલ મ્યુચ્યુઅલ લાક્ષણિકતા વક્રને જોતા,પ્લેટ કરંટ $I_P$ ને ગ્રીડ વોલ્ટેજ $V_g$ (જેને નેગેટિવ અક્ષ પર $V_a$ તરીકે દર્શાવેલ છે) ની સાપેક્ષમાં આલેખવામાં આવ્યો છે.
બિંદુ $P$ પર,વક્ર આડી અક્ષને છેદે છે જ્યાં $I_P = 0$ છે.
તેથી,બિંદુ $P$ એ કટ-ઓફ ગ્રીડ વોલ્ટેજ દર્શાવે છે.

(C) ટ્રાયોડ વાલ્વની મ્યુચ્યુઅલ લાક્ષણિકતા એટલે પ્લેટ પોટેન્શિયલ $(V_P)$ ને અચળ રાખીને પ્લેટ કરંટ $(I_P)$ અને ગ્રીડ પોટેન્શિયલ $(V_g)$ વચ્ચેનો સંબંધ.
જેમ જેમ ગ્રીડ પોટેન્શિયલ $(V_g)$ વધુ નેગેટિવ બને છે,તેમ તે કેથોડમાંથી ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોન પર વધુ પ્રતિકર્ષણ બળ લગાડે છે,જેનાથી પ્લેટ કરંટ $(I_P)$ ઘટે છે.
ગ્રીડ પોટેન્શિયલના ચોક્કસ નેગેટિવ મૂલ્ય પર,જેને કટ-ઓફ વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે,પ્લેટ કરંટ શૂન્ય થઈ જાય છે.
તેથી,મ્યુચ્યુઅલ લાક્ષણિકતા દર્શાવતો આલેખ એ $V_P$ ને અચળ રાખીને $I_P$ વિરુદ્ધ $V_g$ નો આલેખ છે,જે વિકલ્પ $C$ માં દર્શાવેલ છે.

(A) એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu$ ને પ્લેટ કરંટ અચળ રાખીને પ્લેટ વોલ્ટેજમાં થતા ફેરફાર અને ગ્રીડ વોલ્ટેજમાં થતા ફેરફારના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$\mu = - \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} \right)_{i_p = \text{constant}}$
આલેખ પરથી,અચળ પ્લેટ કરંટ દર્શાવતા બે વક્રો લો. ધારો કે આપણે $V_p = 80 \ V$ અને $V_p = 60 \ V$ ને અનુરૂપ વક્રો લઈએ.
અચળ પ્લેટ કરંટ માટે,અનુરૂપ ગ્રીડ વોલ્ટેજ અનુક્રમે $V_g = -6 \ V$ અને $V_g = -4 \ V$ છે.
$\Delta V_p = 80 \ V - 60 \ V = 20 \ V$
$\Delta V_g = -6 \ V - (-4 \ V) = -2 \ V$
$\mu = - \left( \frac{20 \ V}{-2 \ V} \right) = 10$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) ડાયોડનો સ્ટેટિક પ્લેટ અવરોધ $(R_p)$ એ ચોક્કસ ઓપરેટિંગ બિંદુ $P$ પર પ્લેટ વોલ્ટેજ $(V_p)$ અને પ્લેટ કરંટ $(i_p)$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
આપેલ આલેખ પરથી,બિંદુ $P$ પર,પ્લેટ વોલ્ટેજ $V_p = 50 \, V$ અને પ્લેટ કરંટ $i_p = 150 \, mA = 150 \times 10^{-3} \, A$ છે.
સ્ટેટિક પ્લેટ અવરોધ નીચે મુજબ મળે છે:
$R_p = \frac{V_p}{i_p} = \frac{50}{150 \times 10^{-3}} \, \Omega$
$R_p = \frac{50}{0.15} \, \Omega = \frac{5000}{15} \, \Omega = 333.33 \, \Omega$.
તેથી,સ્ટેટિક પ્લેટ અવરોધ આશરે $333.3 \, \Omega$ છે.

(C) પ્લેટ અવરોધ $r_p$ એ પ્લેટ કરંટ $i_p$ સાથે $r_p \propto i_p^{-1/3}$ સંબંધ મુજબ બદલાય છે. આનો અર્થ એ છે કે જેમ $i_p$ વધે છે, તેમ $r_p$ ઘટે છે. તેથી, વક્ર $C$ એ $r_p$ નો ફેરફાર દર્શાવે છે.
એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu$ એ ટ્રાયોડ વાલ્વ માટે પ્લેટ કરંટ $i_p$ થી સ્વતંત્ર છે, એટલે કે જ્યારે $i_p$ બદલાય છે ત્યારે તે અચળ રહે છે. તેથી, વક્ર $A$ એ $\mu$ નો ફેરફાર દર્શાવે છે.
આમ, $\mu$ અને $r_p$ માટે સાચા વક્ર અનુક્રમે $A$ અને $C$ છે.

(C) કટ-ઓફ વોલ્ટેજ એ ગ્રીડ વોલ્ટેજ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જેના પર પ્લેટ કરંટ $(I_p)$ શૂન્ય થઈ જાય છે.
આપેલ આલેખ પરથી,તે અવલોકન કરી શકાય છે કે જ્યારે ગ્રીડ વોલ્ટેજ $(V_g)$ $-4 \, V$ હોય છે,ત્યારે પ્લેટ કરંટ $(I_p)$ $0 \, mA$ હોય છે.
તેથી,ટ્રાયોડ માટે કટ-ઓફ વોલ્ટેજ $-4 \, V$ છે.

(D) ટ્રાયોડ વાલ્વમાં,પ્લેટ કરંટ $(I_p)$ ને નિયંત્રિત કરવા માટે ગ્રીડને સામાન્ય રીતે કેથોડની સાપેક્ષમાં નકારાત્મક પોટેન્શિયલ પર રાખવામાં આવે છે.
જેમ ગ્રીડ વોલ્ટેજ $(V_g)$ વધુ નકારાત્મક બને છે,તેમ આપેલ પ્લેટ વોલ્ટેજ $(V_p)$ માટે પ્લેટ કરંટ ઘટે છે.
તેનાથી વિપરીત,જેમ ગ્રીડ વોલ્ટેજ ઓછો નકારાત્મક બને છે ($0 \ V$ ની નજીક),તેમ સમાન પ્લેટ વોલ્ટેજ માટે પ્લેટ કરંટ વધે છે.
આપેલ ગ્રાફમાં,વક્ર $D$ આપેલ પ્લેટ વોલ્ટેજ માટે સૌથી વધુ પ્લેટ કરંટ દર્શાવે છે,જેનો અર્થ છે કે તે સૌથી ઓછા નકારાત્મક (અથવા મહત્તમ) ગ્રીડ વોલ્ટેજને અનુરૂપ છે.
ગ્રીડને $0 \ V$ અને નકારાત્મક પોટેન્શિયલની વચ્ચે રાખવામાં આવતી હોવાથી,વક્ર $D$ એ $V_g = 0 \ V$ ને અનુરૂપ છે.

(B) ટ્રાયોડ વાલ્વનો મ્યુચ્યુઅલ લાક્ષણિકતા વક્ર પ્લેટ વોલ્ટેજ $(V_p)$ ને અચળ રાખીને ગ્રીડ વોલ્ટેજ $(V_g)$ ના સંદર્ભમાં પ્લેટ કરંટ $(I_p)$ માં થતા ફેરફારને દર્શાવે છે.
કટ-ઓફ વોલ્ટેજ એ નકારાત્મક ગ્રીડ વોલ્ટેજ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જેના પર પ્લેટ કરંટ શૂન્ય થઈ જાય છે.
આપેલ આલેખને જોતા,પ્લેટ કરંટ $(I_p)$ નકારાત્મક $V_g$ અક્ષ પર બિંદુ $P$ પર શૂન્યથી શરૂ થાય છે.
તેથી,બિંદુ $P$ એ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ દર્શાવે છે.

(A) એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $(\mu)$ નું સૂત્ર $\mu = g_m \times r_p$ છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $\mu = 2.5 \times 10^{-3} \text{ A/V} \times 20 \times 10^3 \, \Omega = 50$.
ટ્રાયોડ એમ્પ્લીફાયરનો વોલ્ટેજ ગેઇન $(A)$ નું સૂત્ર $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$ છે.
અહીં $A = 10$ આપેલ છે, તેથી $10 = \frac{50 R_L}{20 + R_L}$.
બંને બાજુ $(20 + R_L)$ વડે ગુણતા, $10(20 + R_L) = 50 R_L$ મળે.
$200 + 10 R_L = 50 R_L$.
$200 = 40 R_L$.
$R_L = \frac{200}{40} = 5 \text{ k}\Omega$.

(C) એનોડ લાક્ષણિકતાનો ઢાળ $1/r_p$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $r_p$ એ પ્લેટ અવરોધ છે.
આપેલ છે કે $1/r_p = 0.02 \text{ mA/V} = 0.02 \times 10^{-3} \text{ A/V}$.
તેથી,$r_p = 1 / (0.02 \times 10^{-3}) = 50 \times 10^3 \, \Omega = 50 \, \text{k}\Omega$.
મ્યુચ્યુઅલ લાક્ષણિકતાનો ઢાળ એ ટ્રાન્સકન્ડક્ટન્સ $g_m$ છે.
આપેલ છે કે $g_m = 1 \text{ mA/V} = 1 \times 10^{-3} \text{ A/V}$.
એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર $\mu$ ને $\mu = r_p \times g_m$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા: $\mu = (50 \times 10^3 \, \Omega) \times (1 \times 10^{-3} \text{ A/V}) = 50$.

$(A)$ ટ્રાયોડ એમ્પ્લીફાયરનો વોલ્ટેજ ગેઈન $A$ નીચે મુજબના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $A = \frac{14 \times 12}{10 + 12} = \frac{168}{22} = \frac{84}{11}$.
ઇનપુટ વોલ્ટેજ $E = 2\sqrt{2} \cos \omega t$ છે, તેથી મહત્તમ ઇનપુટ વોલ્ટેજ $V_{in, peak} = 2\sqrt{2} \text{ V}$ થાય.
લોડ પરનો મહત્તમ આઉટપુટ વોલ્ટેજ $V_{out, peak} = A \times V_{in, peak} = \frac{84}{11} \times 2\sqrt{2} \text{ V}$ થાય.
$r.m.s.$ આઉટપુટ વોલ્ટેજ $V_{out, rms} = \frac{V_{out, peak}}{\sqrt{2}} = \frac{84}{11} \times 2 = \frac{168}{11} \text{ V}$ થાય.
લોડ $R_L$ માંથી વહેતો $r.m.s.$ પ્રવાહ $I_{rms} = \frac{V_{out, rms}}{R_L} = \frac{168 / 11}{12 \times 10^3} \text{ A}$ થાય.
$I_{rms} = \frac{168}{11 \times 12} \times 10^{-3} \text{ A} = \frac{14}{11} \times 10^{-3} \text{ A} \approx 1.27 \times 10^{-3} \text{ A} = 1.27 \text{ mA}$.

(C) સ્પેસ ચાર્જ લિમિટેડ વિસ્તારમાં,પ્લેટ પ્રવાહ $(i_p)$ ચાઈલ્ડના નિયમ (Child's law) દ્વારા આપવામાં આવે છે,જે મુજબ $i_p = K V_p^{3/2}$,જ્યાં $K$ અચળાંક છે અને $V_p$ એ પ્લેટ વોલ્ટેજ છે.
આપેલ છે: $i_{p1} = 10\, mA$ જ્યારે $V_{p1} = 150\, V$ હોય.
આપણે $V_{p2} = 600\, V$ માટે $i_{p2}$ શોધવાનું છે.
ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{i_{p2}}{i_{p1}} = \left( \frac{V_{p2}}{V_{p1}} \right)^{3/2}$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{i_{p2}}{10} = \left( \frac{600}{150} \right)^{3/2} = (4)^{3/2}$.
ઘાતની ગણતરી કરતા: $(4)^{3/2} = (2^2)^{3/2} = 2^3 = 8$.
તેથી,$i_{p2} = 10 \times 8 = 80\, mA$.

(A) ટ્રાયોડ એમ્પ્લીફાયરનો વોલ્ટેજ ગેઇન $A$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$,જ્યાં $\mu$ એ એમ્પ્લીફિકેશન ફેક્ટર છે,$r_p$ એ પ્લેટ અવરોધ છે,અને $R_L$ એ લોડ અવરોધ છે.
આપેલ છે: $\mu = 24$,$r_p = 10 \, k\Omega$,$R_L = 10 \, k\Omega$.
કિંમતો મૂકતા: $A = \frac{24 \times 10 \, k\Omega}{10 \, k\Omega + 10 \, k\Omega} = \frac{240}{20} = 12$.
આઉટપુટ વોલ્ટેજ $(r.m.s.)$ $V_0 = A \times V_s$ દ્વારા મળે છે,જ્યાં $V_s$ એ ઇનપુટ સિગ્નલ વોલ્ટેજ છે.
$V_s = 0.4 \, V$ આપેલ હોવાથી,$V_0 = 12 \times 0.4 \, V = 4.8 \, V$ મળે છે.

(D) કેથોડ $0 \, V$ પર છે અને ગ્રીડ $-2 \, V$ પર છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન કેથોડથી ગ્રીડ તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે તે $2 \, V$ ના રિટાર્ડિંગ પોટેન્શિયલ તફાવતનો અનુભવ કરે છે.
તેથી,ગતિ ઊર્જામાં $2 \, eV$ નો ઘટાડો થાય છે.
ગ્રીડમાંથી પસાર થયા પછી ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ ઊર્જા $3 \, eV - 2 \, eV = 1 \, eV$ થશે.
પ્લેટ $(80 \, V)$ અને ગ્રીડ $(-2 \, V)$ વચ્ચેનો પોટેન્શિયલ તફાવત $80 - (-2) = 82 \, V$ છે.
જેમ ઇલેક્ટ્રોન ગ્રીડથી પ્લેટ તરફ ગતિ કરે છે,તેમ તે પોટેન્શિયલ તફાવત જેટલી ગતિ ઊર્જા મેળવે છે,જે $82 \, eV$ છે.
પ્લેટ સુધી પહોંચતા ઇલેક્ટ્રોનની અંતિમ ગતિ ઊર્જા $1 \, eV + 82 \, eV = 83 \, eV$ છે.

(N/A) ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો એવા ઉપકરણો છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ શૂન્યાવકાશ,વાયુઓ અથવા સેમિકન્ડક્ટર જેવા વિવિધ માધ્યમો દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના બે મૂળભૂત પ્રકારો છે:
$(1)$ વેક્યૂમ ટ્યુબ (વાલ્વ): આ એવા ઉપકરણો છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ શૂન્યાવકાશમાં નિયંત્રિત થાય છે.
$(2)$ સોલિડ-સ્ટેટ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો: આ એવા ઉપકરણો છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ સિલિકોન અથવા જર્મેનિયમ જેવા ઘન સેમિકન્ડક્ટર પદાર્થની અંદર નિયંત્રિત થાય છે.

(N/A) વેક્યુમ ટ્યુબને વાલ્વ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
વાલ્વમાં વિવિધ સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોડ્સ (પ્લેટ્સ) હોય છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સની સંખ્યાના આધારે તેમના નામ નીચે મુજબ છે:
- વેક્યુમ ડાયોડ: કાચની નળી જેમાં વેક્યુમ હોય છે અને બે ઇલેક્ટ્રોડ્સ હોય છે. એકને એનોડ (પ્લેટ) અને બીજાને કેથોડ કહેવામાં આવે છે.
- વેક્યુમ ટ્રાયોડ: કાચની નળી જેમાં વેક્યુમ હોય છે અને ત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ્સ હોય છે. એનોડ અને કેથોડની વચ્ચે રહેલા મેશ ઇલેક્ટ્રોડને ગ્રીડ કહેવામાં આવે છે.
- વેક્યુમ ટેટ્રોડ: કાચની નળી જેમાં વેક્યુમ હોય છે અને ચાર ઇલેક્ટ્રોડ્સ હોય છે.
- વેક્યુમ પેન્ટોડ: કાચની નળી જેમાં વેક્યુમ હોય છે અને પાંચ ઇલેક્ટ્રોડ્સ હોય છે.
વેક્યુમ ટ્યુબમાં,થર્મોનિક ઇલેક્ટ્રોન ગરમ કેથોડ દ્વારા અથવા કેથોડની નજીક મૂકવામાં આવેલા ફિલામેન્ટમાંથી પ્રવાહ પસાર કરીને મેળવવામાં આવે છે.
વેક્યુમમાંથી પસાર થતા ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે વિવિધ ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે વોલ્ટેજ બદલવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેની જગ્યામાં વેક્યુમ જરૂરી છે; અન્યથા,ગતિ કરતા ઇલેક્ટ્રોન તેમના માર્ગમાં રહેલા હવા (ગેસ) ના અણુઓ સાથે અથડામણને કારણે તેમની ઉર્જા ગુમાવી શકે છે.
આ ઉપકરણોમાં ઇલેક્ટ્રોન ફક્ત કેથોડથી એનોડ તરફ જ વહી શકે છે (એટલે કે,ફક્ત એક જ દિશામાં). તેથી,આવા ઉપકરણોને વાલ્વ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A)

વેક્યુમ ટ્યુબ (વાલ્વ) ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો	સેમિકન્ડક્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો
$(1)$ વેક્યુમ ટ્યુબથી બનેલા ઉપકરણો કદમાં મોટા અને સ્થિર હોય છે.	$(1)$ સેમિકન્ડક્ટરથી બનેલા ઉપકરણો કદમાં નાના અને પોર્ટેબલ હોય છે.
$(2)$ આ ઉપકરણોને ચલાવવા માટે ઊંચા વોલ્ટેજ (આશરે $90 \ V$ થી $100 \ V$ કે તેથી વધુ) ની જરૂર પડે છે,તેથી તે વધુ પાવર વાપરે છે અને મોંઘા હોય છે.	$(2)$ આ ઉપકરણોને ચલાવવા માટે ઓછા વોલ્ટેજ (આશરે $1.5 \ V$ થી $9.0 \ V$) ની જરૂર પડે છે,તેથી તે પાવર-કાર્યક્ષમ અને સસ્તા હોય છે.
$(3)$ તેમાં કાચની ટ્યુબનો ઉપયોગ થાય છે જે નાજુક હોય છે,તેથી તે જલ્દી તૂટી શકે છે અને તેનું આયુષ્ય ઓછું અને વિશ્વસનીયતા ઓછી હોય છે.	$(3)$ તે સોલિડ-સ્ટેટ ઉપકરણો છે,તેથી તે મજબૂત,ટકાઉ અને લાંબા આયુષ્યવાળા તથા વધુ વિશ્વસનીય હોય છે.
$(4)$ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવા માટે ફિલામેન્ટને ગરમ કરવું પડે છે અને ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે અલગ-અલગ વોલ્ટેજની જરૂર પડે છે.	$(4)$ તેમાં ફિલામેન્ટ ગરમ કરવાની જરૂર પડતી નથી; સામાન્ય તાપમાને ચાર્જ કેરિયર્સ ઉપલબ્ધ હોય છે અને નાના વોલ્ટેજ દ્વારા પ્રવાહને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
$(5)$ ટેલિવિઝન અને કોમ્પ્યુટર મોનિટર તરીકે કેથોડ-રે ટ્યુબનો ઉપયોગ થતો હતો.	$(5)$ ટેલિવિઝન અને કોમ્પ્યુટરમાં લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ ડિસ્પ્લે $(LCD)$ નો ઉપયોગ થાય છે.

(A) વેક્યૂમ ટ્યુબને 'વાલ્વ' કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને એવી રીતે નિયંત્રિત કરે છે જે રીતે યાંત્રિક વાલ્વ પાઇપમાં પાણી અથવા ગેસના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે. કંટ્રોલ ગ્રીડ પરના પોટેન્શિયલમાં ફેરફાર કરીને,ટ્યુબ કેથોડથી એનોડ સુધીના ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને મંજૂરી આપી શકે છે,મર્યાદિત કરી શકે છે અથવા સંપૂર્ણપણે અવરોધિત કરી શકે છે,જે અસરકારક રીતે વિદ્યુત પ્રવાહ માટે વન-વે ગેટ અથવા રેગ્યુલેટર તરીકે કાર્ય કરે છે.

(C) ટેટ્રોડ એ વેક્યુમ ટ્યુબ (થર્મોનિક વાલ્વ) છે જેમાં ચાર ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે.
આ ઇલેક્ટ્રોડ્સ નીચે મુજબ છે:
$1$. કેથોડ (જે ઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન કરે છે).
$2$. કંટ્રોલ ગ્રીડ (જે ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે).
$3$. સ્ક્રીન ગ્રીડ (જે કંટ્રોલ ગ્રીડ અને એનોડ વચ્ચેની કેપેસીટન્સ ઘટાડે છે).
$4$. એનોડ અથવા પ્લેટ (જે ઇલેક્ટ્રોનને એકત્રિત કરે છે).
તેથી,ઇલેક્ટ્રોડની કુલ સંખ્યા $4$ છે.

(N/A) વેક્યુમ ટ્યુબમાં ઇલેક્ટ્રોનનું હવાના અણુઓ સાથે અથડામણ રોકવા માટે શૂન્યાવકાશ જરૂરી છે. જો હવા હાજર હોય,તો કેથોડમાંથી ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોન વાયુના અણુઓ સાથે અથડાશે,જેના કારણે આયનીકરણ અને સ્કેટરિંગ થશે. આનાથી ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહમાં ઘટાડો થશે અને વિદ્યુત વિસર્જન અથવા આર્કિંગ થઈ શકે છે,જે ટ્યુબને નુકસાન પહોંચાડે છે અને તેને નિયંત્રિત ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ તરીકે કાર્ય કરતા અટકાવે છે.

(D) મુખ્ય વિચાર: સેચ્યુરેશન (સંતૃપ્તિ) સમયે,પ્રવાહમાં થતો ફેરફાર શૂન્ય હોય છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે પ્લેટ અવરોધ $r_p$ એ પ્લેટ વોલ્ટેજમાં થતા ફેરફાર $\delta V$ અને પ્લેટ પ્રવાહમાં થતા ફેરફાર $\delta I$ ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે:
$r_p = \frac{\delta V}{\delta I}$
સેચ્યુરેશન પોઈન્ટ પર,વોલ્ટેજમાં વધારો કરવા છતાં પ્રવાહ અચળ રહે છે,જેનો અર્થ છે કે પ્રવાહમાં થતો ફેરફાર $\delta I = 0$ છે.
તેથી,પ્લેટ અવરોધ નીચે મુજબ થશે:
$r_p = \frac{\delta V}{0} = \infty$
આમ,પ્લેટ અવરોધ અનંત હશે.