Valve Electronics Questions in Hindi

(B) दिया गया है: $i_p = K(V_p + \mu V_g)^{3/2}$,$r_p = 10^4 \, \Omega$,$g_m = 5 \times 10^{-3} \, \text{mho}$।
सबसे पहले,एम्प्लीफिकेशन फैक्टर $\mu = r_p \times g_m = 10^4 \times 5 \times 10^{-3} = 50$ की गणना करें।
ग्रिड कट-ऑफ वोल्टेज के लिए,$i_p = 0$,इसलिए $V_p + \mu V_g = 0$। अतः,$V_g = -V_p / \mu = -300 / 50 = -6 \, V$।
अब,$g_m$ ज्ञात करने के लिए $i_p$ का $V_g$ के सापेक्ष अवकलन करें: $g_m = \frac{\partial i_p}{\partial V_g} = K \cdot \frac{3}{2} (V_p + \mu V_g)^{1/2} \cdot \mu$।
दिए गए ऑपरेटिंग पॉइंट पर,$i_p = 8 \, mA$,इसलिए $8 = K(V_p + \mu V_g)^{3/2} \implies (V_p + \mu V_g)^{1/2} = (8/K)^{1/3}$।
इसे $g_m$ के समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर: $5 \times 10^{-3} = \frac{3}{2} K \mu (8/K)^{1/3} = \frac{3}{2} \times 50 \times K^{2/3} \times 2 = 150 K^{2/3}$।
नोट: चूंकि $i_p$ $mA$ में है,$g_m$ $mA/V$ में है। $5 \times 10^{-3} \, \text{mho} = 5 \, mA/V$।
$5 = 150 K^{2/3} \implies K^{2/3} = 5/150 = 1/30 \implies K = (1/30)^{3/2}$।

(D) प्लेट प्रतिरोध $r_p$ को $r_p = \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta I_p} \right)_{V_g = \text{स्थिर}}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$V_g = 0$ $V$ लेने पर, हमें $\Delta V_p = 150 - 120 = 30$ $V$ और $\Delta I_p = (15 - 10) \text{ mA} = 5 \times 10^{-3}$ $A$ प्राप्त होता है।
अतः, $r_p = \frac{30}{5 \times 10^{-3}} = 6 \times 10^3 \Omega = 6000 \Omega$.
वैकल्पिक रूप से, $\mu = \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} \right)_{I_p = \text{स्थिर}}$ और $g_m = \left( \frac{\Delta I_p}{\Delta V_g} \right)_{V_p = \text{स्थिर}}$ का उपयोग करते हुए:
$I_p = 10$ mA के लिए, $\mu = \frac{150 - 120}{0 - (-4)} = \frac{30}{4} = 7.5$.
$V_p = 150$ $V$ के लिए, $g_m = \frac{(15 - 10) \times 10^{-3}}{0 - (-4)} = \frac{5 \times 10^{-3}}{4} = 1.25 \times 10^{-3} \text{ S}$.
तब $r_p = \frac{\mu}{g_m} = \frac{7.5}{1.25 \times 10^{-3}} = 6000 \Omega$.

(D) डायनेमिक प्लेट प्रतिरोध को $r_p = \frac{dV_p}{dI_p}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
स्पेस चार्ज लिमिटेड क्षेत्र में निर्वात डायोड के लिए,प्लेट धारा $I_p$ का प्लेट वोल्टेज $V_p$ के साथ संबंध चाइल्ड के नियम (Child's Law) द्वारा दिया जाता है: $I_p = K V_p^{3/2}$,जहाँ $K$ एक स्थिरांक है।
$V_p$ के लिए समीकरण को व्यवस्थित करने पर,हमें $V_p = \left( \frac{I_p}{K} \right)^{2/3}$ प्राप्त होता है।
$V_p$ का $I_p$ के सापेक्ष अवकलन करने पर:
$\frac{dV_p}{dI_p} = \frac{d}{dI_p} \left( \frac{I_p^{2/3}}{K^{2/3}} \right) = \frac{1}{K^{2/3}} \cdot \frac{2}{3} I_p^{(2/3 - 1)} = \frac{2}{3 K^{2/3}} I_p^{-1/3}$.
चूंकि $r_p = \frac{dV_p}{dI_p}$,इसलिए $r_p = \text{स्थिरांक} \cdot I_p^{-1/3}$।
अतः,$r_p \propto \frac{1}{I_p^{1/3}}$।

(D) प्लेट प्रतिरोध $r_p$ को स्थिर ग्रिड विभव पर $I_p - V_p$ अभिलक्षणिक वक्र के ढाल के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया संबंध: $I_p = (0.125V_p - 7.5) \text{ mA}$।
प्लेट प्रतिरोध $r_p$ ज्ञात करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\frac{1}{r_p} = \frac{\partial I_p}{\partial V_p}$।
दिए गए समीकरण का $V_p$ के सापेक्ष अवकलन करने पर:
$\frac{dI_p}{dV_p} = 0.125 \text{ mA/V} = 0.125 \times 10^{-3} \text{ A/V}$।
चूंकि $\frac{1}{r_p} = 0.125 \times 10^{-3} \text{ S}$,इसलिए:
$r_p = \frac{1}{0.125 \times 10^{-3}} \Omega = \frac{1000}{0.125} \Omega = 8000 \Omega$।
अतः,$r_p = 8 \text{ k}\Omega$।

(A) प्लेट प्रतिरोध $r_p$ एनोड विभव में परिवर्तन और एनोड धारा में परिवर्तन के अनुपात द्वारा दिया जाता है: $r_p = \frac{\Delta V_p}{\Delta i_p} = \frac{10 \,V}{0.8 \times 10^{-3} \,A} = 12500 \, \Omega$.
हम जानते हैं कि प्रवर्धन कारक (amplification factor) $\mu = g_m \times r_p$ होता है,जहाँ $g_m$ ट्रांसकंडक्टेंस है।
साथ ही,$g_m = \frac{\Delta i_p}{\Delta V_g}$ होता है।
$g_m$ का मान रखने पर,हमें प्राप्त होता है $\mu = \frac{\Delta i_p}{\Delta V_g} \times r_p$.
ग्रिड वोल्टेज में परिवर्तन $\Delta V_g$ के लिए सूत्र को व्यवस्थित करने पर: $\Delta V_g = \frac{\Delta i_p \times r_p}{\mu}$.
मान रखने पर: $\Delta V_g = \frac{4 \times 10^{-3} \,A \times 12500 \, \Omega}{8} = \frac{50}{8} = 6.25 \,V$.

(A) प्लेट धारा के लिए दिया गया समीकरण ${I_p} = 0.004 ({V_p} + 10{V_g})^{3/2} \text{ mA}$ है।
इसे मानक ट्रायोड समीकरण ${I_p} = K ({V_p} + \mu {V_g})^{3/2}$ के साथ तुलना करने पर,हमें एम्प्लीफिकेशन फैक्टर $\mu = 10$ प्राप्त होता है।
ट्रांसकंडक्टेंस ${g_m}$ ज्ञात करने के लिए,हम ${I_p}$ का ${V_g}$ के सापेक्ष अवकलन करते हैं:
${g_m} = \frac{\partial {I_p}}{\partial {V_g}} = 0.004 \times \frac{3}{2} ({V_p} + 10{V_g})^{1/2} \times 10$.
${V_p} = 120 \text{ V}$ और ${V_g} = -2 \text{ V}$ रखने पर:
${g_m} = 0.004 \times 15 \times (120 - 20)^{1/2} = 0.06 \times (100)^{1/2} = 0.06 \times 10 = 0.6 \text{ m mho}$.
अब,संबंध $\mu = {r_p} \times {g_m}$ का उपयोग करके,हम प्लेट प्रतिरोध ${r_p}$ ज्ञात करते हैं:
${r_p} = \frac{\mu}{{g_m}} = \frac{10}{0.6 \times 10^{-3} \text{ mho}} = \frac{10}{0.0006} \approx 16.67 \times 10^3 \Omega = 16.67 \text{ k}\Omega$.
अतः,पैरामीटर $\mu = 10, {r_p} = 16.7 \text{ k}\Omega, {g_m} = 0.6 \text{ m mho}$ हैं।

(B) ट्रायोड का एम्पलीफिकेशन फैक्टर $\mu$,म्यूचुअल कंडक्टेंस $(g_m)$ और एनोड प्रतिरोध $(r_p)$ के गुणनफल द्वारा दिया जाता है:
$\mu = g_m \times r_p = 2.5 \times 10^{-3} \text{ A/V} \times 20 \times 10^3 \text{ }\Omega = 50$.
ट्रायोड एम्पलीफायर के लिए,वोल्टेज गेन $(A)$ का सूत्र है:
$A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$,जहाँ $R_L$ लोड प्रतिरोध है।
दिए गए मानों को रखने पर:
$10 = \frac{50 \times R_L}{20 + R_L}$.
दोनों पक्षों को $(20 + R_L)$ से गुणा करने पर:
$10(20 + R_L) = 50 R_L$.
$200 + 10 R_L = 50 R_L$.
$200 = 40 R_L$.
$R_L = \frac{200}{40} = 5 \text{ k}\Omega$.

(A) ट्रायोड एम्प्लीफायर का वोल्टेज गेन $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$ द्वारा दिया जाता है।
दिए गए मानों को रखने पर: $A = \frac{14 \times 12}{10 + 12} = \frac{168}{22} = \frac{84}{11}$।
आउटपुट वोल्टेज का पीक मान $V_0 = A \times E_{peak} = \frac{84}{11} \times 2\sqrt{2} \text{ V}$ है।
$RMS$ आउटपुट वोल्टेज $V_{rms} = \frac{V_0}{\sqrt{2}} = \frac{84}{11} \times 2 = \frac{168}{11} \text{ V}$ है।
लोड $R_L$ से प्रवाहित होने वाली $RMS$ धारा $I_{rms} = \frac{V_{rms}}{R_L} = \frac{168 / 11}{12 \times 10^3} \text{ A}$ है।
$I_{rms} = \frac{168}{11 \times 12 \times 10^3} = \frac{14}{11 \times 10^3} \approx 1.27 \times 10^{-3} \text{ A} = 1.27 \text{ mA}$।

(C) प्लेट प्रतिरोध $r_p$ इस प्रकार है: $r_p = \frac{\mu}{g_m} = \frac{64}{1600 \times 10^{-6} \, \text{S}} = 4 \times 10^4 \, \Omega = 40 \, k\Omega$.
वोल्टेज गेन $A_v$ इस प्रकार है: $A_v = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L} = \frac{64 \times 40 \times 10^3}{40 \times 10^3 + 40 \times 10^3} = \frac{64}{2} = 32$.
आउटपुट सिग्नल वोल्टेज $V_0 = A_v \times V_i = 32 \times 1 \, V = 32 \, V \text{ (rms)}$.
लोड में सिग्नल पावर $P = \frac{V_0^2}{R_L} = \frac{(32)^2}{40 \times 10^3} \, W = \frac{1024}{40} \times 10^{-3} \, W = 25.6 \times 10^{-3} \, W = 25.6 \, mW$.

(A) ट्रायोड में प्लेट धारा $I_p$ चाइल्ड-लैंगमुइर नियम द्वारा दी जाती है: $I_p = k(V_p + \mu V_g)^{3/2}$,जहाँ $V_p$ प्लेट विभव है,$V_g$ ग्रिड विभव है,और $\mu$ प्रवर्धन गुणांक है।
दिया गया है $\mu = 10$। पहली स्थिति के लिए: $4 = k(200 + 10 \times (-4))^{3/2} = k(200 - 40)^{3/2} = k(160)^{3/2} \dots (i)$।
दूसरी स्थिति के लिए: $I_p' = k(160 + 10 \times (-7))^{3/2} = k(160 - 70)^{3/2} = k(90)^{3/2} \dots (ii)$।
समीकरण $(ii)$ को समीकरण $(i)$ से विभाजित करने पर:
$\frac{I_p'}{4} = \frac{k(90)^{3/2}}{k(160)^{3/2}} = \left(\frac{90}{160}\right)^{3/2} = \left(\frac{9}{16}\right)^{3/2}$।
$I_p' = 4 \times \left(\frac{3}{4}\right)^3 = 4 \times \frac{27}{64} = \frac{27}{16} = 1.6875 \, mA \approx 1.69 \, mA$।

(A) दिया गया है कि $V_g = -1 \ V$ के लिए,संबंध $I_p = 0.125 V_p - 7.5$ है।
$V_g = -3 \ V$ और $V_p = 300 \ V$ के लिए,प्लेट धारा $I_p = 5 \ mA$ है।
प्रवर्धन गुणांक $\mu = \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} \right)_{I_p = \text{const}}$ ज्ञात करने के लिए,हम $V_g = -1 \ V$ पर $I_p = 5 \ mA$ बनाए रखने के लिए आवश्यक प्लेट वोल्टेज $V_p'$ ज्ञात करेंगे।
दिए गए समीकरण में $I_p = 5 \ mA$ रखने पर:
$5 = 0.125 V_p' - 7.5$
$12.5 = 0.125 V_p'$
$V_p' = \frac{12.5}{0.125} = 100 \ V$।
अब,प्लेट वोल्टेज में परिवर्तन $\Delta V_p = 300 \ V - 100 \ V = 200 \ V$ है।
ग्रिड वोल्टेज में परिवर्तन $\Delta V_g = -1 \ V - (-3 \ V) = 2 \ V$ है।
अतः,प्रवर्धन गुणांक $\mu = \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} = \frac{200 \ V}{2 \ V} = 100$।

(B) एनोड विशेषता वक्र का ढलान $\frac{1}{r_p}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $r_p$ प्लेट प्रतिरोध है।
दिया गया है $\frac{1}{r_p} = 0.02 \, mA/V = 0.02 \times 10^{-3} \, A/V$.
इसलिए,$r_p = \frac{1}{0.02 \times 10^{-3}} \, \Omega = 50 \times 10^3 \, \Omega = 50 \, k\Omega$.
म्यूचुअल विशेषता वक्र का ढलान ट्रांसकंडक्टेंस $g_m$ है।
दिया गया है $g_m = 1 \, mA/V = 1 \times 10^{-3} \, A/V$.
प्रवर्धन कारक $\mu$ को $\mu = r_p \times g_m$ के रूप में परिभाषित किया गया है।
मान रखने पर: $\mu = (50 \times 10^3 \, \Omega) \times (1 \times 10^{-3} \, A/V) = 50$.
अतः,प्रवर्धन कारक $50$ है।

(D) पारस्परिक चालकत्व $(g_m)$ को स्थिर प्लेट विभव $(V_p)$ पर एनोड धारा में परिवर्तन $(\Delta I_p)$ और ग्रिड विभव में परिवर्तन $(\Delta V_g)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$g_m = \left( \frac{\Delta I_p}{\Delta V_g} \right)_{V_p = \text{constant}}$
दिए गए ग्राफ से, $V_p = 80 \text{ V}$ के लिए वक्र पर विचार करें।
जब $V_g = 0 \text{ V}$ है, तो $I_p = 20 \text{ mA}$ है।
जब $V_g = -2 \text{ V}$ है, तो $I_p = 0 \text{ mA}$ है।
इसलिए, $\Delta I_p = (20 - 0) \text{ mA} = 20 \times 10^{-3} \text{ A}$।
और $\Delta V_g = (0 - (-2)) \text{ V} = 2 \text{ V}$।
$g_m = \frac{20 \times 10^{-3} \text{ A}}{2 \text{ V}} = 10 \times 10^{-3} \text{ mho} = 10 \text{ m mho}$।

(D) कट-ऑफ ग्रिड वोल्टेज को उस ऋणात्मक ग्रिड बायस वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर प्लेट करंट $(I_P)$ शून्य हो जाता है।
दिए गए म्यूचुअल विशेषता वक्र को देखने पर,प्लेट करंट $I_P$ को ग्रिड वोल्टेज $V_g$ (जिसे ऋणात्मक अक्ष पर $V_a$ के रूप में दर्शाया गया है) के विरुद्ध आलेखित किया गया है।
बिंदु $P$ पर,वक्र क्षैतिज अक्ष को काटता है जहाँ $I_P = 0$ है।
इसलिए,बिंदु $P$ कट-ऑफ ग्रिड वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करता है।

(C) ट्रायोड वाल्व की म्यूचुअल विशेषता को प्लेट विभव $(V_P)$ को स्थिर रखते हुए प्लेट धारा $(I_P)$ और ग्रिड विभव $(V_g)$ के बीच के संबंध के रूप में परिभाषित किया जाता है।
जैसे-जैसे ग्रिड विभव $(V_g)$ अधिक ऋणात्मक होता जाता है,यह कैथोड से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों पर एक मजबूत प्रतिकर्षण बल लगाता है,जिससे प्लेट धारा $(I_P)$ कम हो जाती है।
ग्रिड विभव के एक निश्चित ऋणात्मक मान पर,जिसे कट-ऑफ वोल्टेज कहा जाता है,प्लेट धारा शून्य हो जाती है।
इसलिए,म्यूचुअल विशेषता को दर्शाने वाला ग्राफ $V_P$ को स्थिर रखकर $I_P$ बनाम $V_g$ का आलेख है,जो विकल्प $C$ में दिखाया गया है।

(A) एम्प्लीफिकेशन फैक्टर $\mu$ को प्लेट करंट को स्थिर रखते हुए प्लेट वोल्टेज में परिवर्तन और ग्रिड वोल्टेज में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$\mu = - \left( \frac{\Delta V_p}{\Delta V_g} \right)_{i_p = \text{constant}}$
ग्राफ से,स्थिर प्लेट करंट का प्रतिनिधित्व करने वाले दो वक्रों पर विचार करें। मान लीजिए कि हम $V_p = 80 \ V$ और $V_p = 60 \ V$ के अनुरूप वक्र लेते हैं।
स्थिर प्लेट करंट के लिए,संबंधित ग्रिड वोल्टेज क्रमशः $V_g = -6 \ V$ और $V_g = -4 \ V$ हैं।
$\Delta V_p = 80 \ V - 60 \ V = 20 \ V$
$\Delta V_g = -6 \ V - (-4 \ V) = -2 \ V$
$\mu = - \left( \frac{20 \ V}{-2 \ V} \right) = 10$
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) डायोड का स्थैतिक प्लेट प्रतिरोध $(R_p)$ एक विशिष्ट ऑपरेटिंग बिंदु $P$ पर प्लेट वोल्टेज $(V_p)$ और प्लेट धारा $(i_p)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिए गए ग्राफ से,बिंदु $P$ पर,प्लेट वोल्टेज $V_p = 50 \, V$ और प्लेट धारा $i_p = 150 \, mA = 150 \times 10^{-3} \, A$ है।
स्थैतिक प्लेट प्रतिरोध इस प्रकार है:
$R_p = \frac{V_p}{i_p} = \frac{50}{150 \times 10^{-3}} \, \Omega$
$R_p = \frac{50}{0.15} \, \Omega = \frac{5000}{15} \, \Omega = 333.33 \, \Omega$.
अतः,स्थैतिक प्लेट प्रतिरोध लगभग $333.3 \, \Omega$ है।

(C) प्लेट प्रतिरोध $r_p$, प्लेट करंट $i_p$ के साथ $r_p \propto i_p^{-1/3}$ संबंध के अनुसार बदलता है। इसका अर्थ है कि जैसे-जैसे $i_p$ बढ़ता है, $r_p$ घटता है। इसलिए, वक्र $C$, $r_p$ के परिवर्तन को दर्शाता है।
प्रवर्धन गुणांक (amplification factor) $\mu$ ट्रायोड वाल्व के लिए प्लेट करंट $i_p$ से स्वतंत्र होता है, जिसका अर्थ है कि $i_p$ बदलने पर यह स्थिर रहता है। इसलिए, वक्र $A$, $\mu$ के परिवर्तन को दर्शाता है।
अतः, $\mu$ और $r_p$ के लिए सही वक्र क्रमशः $A$ और $C$ हैं।

(C) कट-ऑफ वोल्टेज को उस ग्रिड वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर प्लेट धारा $(I_p)$ शून्य हो जाती है।
दिए गए ग्राफ से,यह देखा जा सकता है कि जब ग्रिड वोल्टेज $(V_g)$ $-4 \, V$ है,तो प्लेट धारा $(I_p)$ $0 \, mA$ है।
इसलिए,ट्रायोड के लिए कट-ऑफ वोल्टेज $-4 \, V$ है।

(D) एक ट्रायोड वाल्व में,प्लेट करंट $(I_p)$ को नियंत्रित करने के लिए ग्रिड को आमतौर पर कैथोड के सापेक्ष नकारात्मक विभव पर रखा जाता है।
जैसे-जैसे ग्रिड वोल्टेज $(V_g)$ अधिक नकारात्मक होता जाता है,दिए गए प्लेट वोल्टेज $(V_p)$ के लिए प्लेट करंट कम हो जाता है।
इसके विपरीत,जैसे-जैसे ग्रिड वोल्टेज कम नकारात्मक होता है ($0 \ V$ के करीब),समान प्लेट वोल्टेज के लिए प्लेट करंट बढ़ जाता है।
दिए गए ग्राफ में,वक्र $D$ दिए गए प्लेट वोल्टेज के लिए सबसे अधिक प्लेट करंट दिखाता है,जिसका अर्थ है कि यह सबसे कम नकारात्मक (या अधिकतम) ग्रिड वोल्टेज के अनुरूप है।
चूंकि ग्रिड को $0 \ V$ और नकारात्मक विभव के बीच रखा जाता है,इसलिए वक्र $D, V_g = 0 \ V$ के अनुरूप है।

(B) एक ट्रायोड वाल्व का म्यूचुअल अभिलक्षणिक वक्र प्लेट वोल्टेज $(V_p)$ को स्थिर रखते हुए ग्रिड वोल्टेज $(V_g)$ के सापेक्ष प्लेट करंट $(I_p)$ में होने वाले परिवर्तन को दर्शाता है।
कट-ऑफ वोल्टेज को उस ऋणात्मक ग्रिड वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर प्लेट करंट शून्य हो जाता है।
दिए गए ग्राफ को देखने पर,प्लेट करंट $(I_p)$ ऋणात्मक $V_g$ अक्ष पर बिंदु $P$ पर शून्य से शुरू होता है।
अतः,बिंदु $P$ कट-ऑफ वोल्टेज को दर्शाता है।

(A) प्रवर्धन कारक $(\mu)$ का सूत्र $\mu = g_m \times r_p$ है।
दिए गए मानों को रखने पर: $\mu = 2.5 \times 10^{-3} \text{ A/V} \times 20 \times 10^3 \, \Omega = 50$.
ट्रायोड एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $(A)$ का सूत्र $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$ है।
यहाँ $A = 10$ दिया गया है, इसलिए $10 = \frac{50 R_L}{20 + R_L}$.
दोनों पक्षों को $(20 + R_L)$ से गुणा करने पर, $10(20 + R_L) = 50 R_L$ प्राप्त होता है।
$200 + 10 R_L = 50 R_L$.
$200 = 40 R_L$.
$R_L = \frac{200}{40} = 5 \text{ k}\Omega$.

(C) एनोड विशेषता का ढाल $1/r_p$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $r_p$ प्लेट प्रतिरोध है।
दिया गया है $1/r_p = 0.02 \text{ mA/V} = 0.02 \times 10^{-3} \text{ A/V}$।
अतः,$r_p = 1 / (0.02 \times 10^{-3}) = 50 \times 10^3 \, \Omega = 50 \, \text{k}\Omega$।
म्यूचुअल विशेषता का ढाल ट्रांसकंडक्टेंस $g_m$ है।
दिया गया है $g_m = 1 \text{ mA/V} = 1 \times 10^{-3} \text{ A/V}$।
प्रवर्धन गुणांक $\mu$ को $\mu = r_p \times g_m$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
मान रखने पर: $\mu = (50 \times 10^3 \, \Omega) \times (1 \times 10^{-3} \text{ A/V}) = 50$।

$(A)$ ट्रायोड एम्प्लीफायर का वोल्टेज गेन $A$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है: $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$.
दिए गए मानों को रखने पर: $A = \frac{14 \times 12}{10 + 12} = \frac{168}{22} = \frac{84}{11}$.
इनपुट वोल्टेज $E = 2\sqrt{2} \cos \omega t$ है, इसलिए अधिकतम इनपुट वोल्टेज $V_{in, peak} = 2\sqrt{2} \text{ V}$ है。
लोड पर अधिकतम आउटपुट वोल्टेज $V_{out, peak} = A \times V_{in, peak} = \frac{84}{11} \times 2\sqrt{2} \text{ V}$ है。
$r.m.s.$ आउटपुट वोल्टेज $V_{out, rms} = \frac{V_{out, peak}}{\sqrt{2}} = \frac{84}{11} \times 2 = \frac{168}{11} \text{ V}$ है。
लोड $R_L$ से प्रवाहित होने वाली $r.m.s.$ धारा $I_{rms} = \frac{V_{out, rms}}{R_L} = \frac{168 / 11}{12 \times 10^3} \text{ A}$ है。
$I_{rms} = \frac{168}{11 \times 12} \times 10^{-3} \text{ A} = \frac{14}{11} \times 10^{-3} \text{ A} \approx 1.27 \times 10^{-3} \text{ A} = 1.27 \text{ mA}$.

(C) स्पेस चार्ज लिमिटेड क्षेत्र में,प्लेट धारा $(i_p)$ चाइल्ड के नियम (Child's law) द्वारा निर्धारित होती है,जो $i_p = K V_p^{3/2}$ है,जहाँ $K$ एक स्थिरांक है और $V_p$ प्लेट वोल्टेज है।
दिया गया है: $i_{p1} = 10\, mA$ जब $V_{p1} = 150\, V$ है।
हमें $V_{p2} = 600\, V$ पर $i_{p2}$ ज्ञात करना है।
अनुपात का उपयोग करते हुए: $\frac{i_{p2}}{i_{p1}} = \left( \frac{V_{p2}}{V_{p1}} \right)^{3/2}$.
मान रखने पर: $\frac{i_{p2}}{10} = \left( \frac{600}{150} \right)^{3/2} = (4)^{3/2}$.
घात की गणना करने पर: $(4)^{3/2} = (2^2)^{3/2} = 2^3 = 8$.
अतः,$i_{p2} = 10 \times 8 = 80\, mA$.

(A) ट्रायोड एम्पलीफायर का वोल्टेज गेन $A$ सूत्र द्वारा दिया जाता है: $A = \frac{\mu R_L}{r_p + R_L}$,जहाँ $\mu$ प्रवर्धन गुणांक है,$r_p$ प्लेट प्रतिरोध है,और $R_L$ लोड प्रतिरोध है।
दिया गया है: $\mu = 24$,$r_p = 10 \, k\Omega$,$R_L = 10 \, k\Omega$.
मान रखने पर: $A = \frac{24 \times 10 \, k\Omega}{10 \, k\Omega + 10 \, k\Omega} = \frac{240}{20} = 12$.
आउटपुट वोल्टेज $(r.m.s.)$ $V_0 = A \times V_s$ द्वारा प्राप्त होता है,जहाँ $V_s$ इनपुट सिग्नल वोल्टेज है।
चूँकि $V_s = 0.4 \, V$ दिया गया है,इसलिए $V_0 = 12 \times 0.4 \, V = 4.8 \, V$ प्राप्त होता है।

(D) कैथोड $0 \, V$ पर है और ग्रिड $-2 \, V$ पर है। जैसे ही इलेक्ट्रॉन कैथोड से ग्रिड की ओर बढ़ता है,यह $2 \, V$ के मंदक विभव अंतर का अनुभव करता है।
इसलिए,गतिज ऊर्जा में $2 \, eV$ की हानि होती है।
ग्रिड से गुजरने के बाद इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा $3 \, eV - 2 \, eV = 1 \, eV$ होगी।
प्लेट $(80 \, V)$ और ग्रिड $(-2 \, V)$ के बीच का विभवांतर $80 - (-2) = 82 \, V$ है।
जैसे ही इलेक्ट्रॉन ग्रिड से प्लेट की ओर बढ़ता है,यह विभवांतर के बराबर गतिज ऊर्जा प्राप्त करता है,जो $82 \, eV$ है।
प्लेट तक पहुँचने वाले इलेक्ट्रॉन की अंतिम गतिज ऊर्जा $1 \, eV + 82 \, eV = 83 \, eV$ है।

(N/A) इलेक्ट्रॉनिक उपकरण वे उपकरण हैं जिनमें इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को विभिन्न माध्यमों जैसे निर्वात (vacuum),गैसों या अर्धचालकों (semiconductors) के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है।
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के दो मूल प्रकार हैं:
$(1)$ वैक्यूम ट्यूब (वाल्व): ये वे उपकरण हैं जिनमें इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह निर्वात में नियंत्रित किया जाता है।
$(2)$ सॉलिड-स्टेट सेमीकंडक्टर उपकरण: ये वे उपकरण हैं जिनमें इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह सिलिकॉन या जर्मेनियम जैसे ठोस अर्धचालक पदार्थ के भीतर नियंत्रित किया जाता है।

(N/A) वैक्यूम ट्यूब को वाल्व के रूप में भी जाना जाता है।
वाल्व में विभिन्न संख्या में इलेक्ट्रोड (प्लेट्स) होते हैं। इलेक्ट्रोड की संख्या के आधार पर उनके नाम इस प्रकार हैं:
- वैक्यूम डायोड: कांच की नली जिसमें वैक्यूम होता है और दो इलेक्ट्रोड होते हैं। एक को एनोड (प्लेट) और दूसरे को कैथोड कहा जाता है।
- वैक्यूम ट्रायोड: कांच की नली जिसमें वैक्यूम होता है और तीन इलेक्ट्रोड होते हैं। एनोड और कैथोड के बीच स्थित मेश इलेक्ट्रोड को ग्रिड कहा जाता है।
- वैक्यूम टेट्रोड: कांच की नली जिसमें वैक्यूम होता है और चार इलेक्ट्रोड होते हैं।
- वैक्यूम पेंटोड: कांच की नली जिसमें वैक्यूम होता है और पांच इलेक्ट्रोड होते हैं।
वैक्यूम ट्यूब में,थर्मियोनिक इलेक्ट्रॉन गर्म कैथोड द्वारा या कैथोड के पास रखे फिलामेंट से करंट प्रवाहित करके प्राप्त किए जाते हैं।
वैक्यूम से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज को बदला जाता है।
इलेक्ट्रोड के बीच की जगह में वैक्यूम आवश्यक है; अन्यथा,गतिमान इलेक्ट्रॉन अपने रास्ते में आने वाले हवा (गैस) के अणुओं के साथ टकराकर अपनी ऊर्जा खो सकते हैं।
इन उपकरणों में इलेक्ट्रॉन केवल कैथोड से एनोड की ओर प्रवाहित हो सकते हैं (अर्थात,केवल एक ही दिशा में)। इसलिए,ऐसे उपकरणों को वाल्व कहा जाता है।

(N/A)

वैक्यूम ट्यूब (वाल्व) इलेक्ट्रॉनिक उपकरण	अर्धचालक (सेमीकंडक्टर) इलेक्ट्रॉनिक उपकरण
$(1)$ वैक्यूम ट्यूब से बने उपकरण आकार में बड़े और स्थिर होते हैं।	$(1)$ सेमीकंडक्टर से बने उपकरण आकार में छोटे और पोर्टेबल होते हैं।
$(2)$ इन उपकरणों को संचालित करने के लिए उच्च वोल्टेज (लगभग $90 \ V$ से $100 \ V$ या अधिक) की आवश्यकता होती है,जिससे ये अधिक बिजली की खपत करते हैं और महंगे होते हैं।	$(2)$ इन उपकरणों को संचालित करने के लिए कम वोल्टेज (लगभग $1.5 \ V$ से $9.0 \ V$) की आवश्यकता होती है,जिससे ये ऊर्जा-कुशल और सस्ते होते हैं।
$(3)$ इनमें कांच की ट्यूब का उपयोग होता है जो नाजुक होती है,जिससे इनके क्षतिग्रस्त होने की संभावना अधिक होती है और इनका जीवनकाल कम व विश्वसनीयता कम होती है।	$(3)$ ये सॉलिड-स्टेट उपकरण हैं,जिससे ये मजबूत,टिकाऊ और लंबे जीवनकाल वाले तथा अत्यधिक विश्वसनीय होते हैं।
$(4)$ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने के लिए फिलामेंट को गर्म करना पड़ता है और इलेक्ट्रॉन प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए अलग-अलग वोल्टेज की आवश्यकता होती है।	$(4)$ इनमें फिलामेंट गर्म करने की आवश्यकता नहीं होती; सामान्य तापमान पर ही आवेश वाहक उपलब्ध होते हैं और कम वोल्टेज द्वारा प्रवाह को नियंत्रित किया जा सकता है।
$(5)$ टेलीविजन और कंप्यूटर मॉनिटर के रूप में कैथोड-रे ट्यूब का उपयोग किया जाता था।	$(5)$ टेलीविजन और कंप्यूटर में लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले $(LCD)$ का उपयोग किया जाता है।

(A) वैक्यूम ट्यूब को 'वाल्व' इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह सर्किट में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को उसी तरह नियंत्रित करता है जैसे एक यांत्रिक वाल्व पाइप में पानी या गैस के प्रवाह को नियंत्रित करता है। कंट्रोल ग्रिड पर विभव (potential) को बदलकर,ट्यूब कैथोड से एनोड तक इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को अनुमति दे सकती है,सीमित कर सकती है,या पूरी तरह से रोक सकती है,जो प्रभावी रूप से विद्युत धारा के लिए एक वन-वे गेट या नियामक के रूप में कार्य करती है।

(C) टेट्रोड एक वैक्यूम ट्यूब (थर्मियोनिक वाल्व) है जिसमें चार इलेक्ट्रोड होते हैं।
ये इलेक्ट्रोड निम्नलिखित हैं:
$1$. कैथोड (जो इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है)।
$2$. कंट्रोल ग्रिड (जो इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को नियंत्रित करता है)।
$3$. स्क्रीन ग्रिड (जो कंट्रोल ग्रिड और एनोड के बीच कैपेसिटेंस को कम करता है)।
$4$. एनोड या प्लेट (जो इलेक्ट्रॉनों को एकत्रित करता है)।
अतः,इलेक्ट्रोड की कुल संख्या $4$ है।

(N/A) वैक्यूम ट्यूब में इलेक्ट्रॉनों की हवा के अणुओं के साथ टक्कर को रोकने के लिए निर्वात की आवश्यकता होती है। यदि हवा मौजूद होती,तो कैथोड से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन गैस के अणुओं से टकराते,जिससे आयनीकरण और प्रकीर्णन होता। इससे इलेक्ट्रॉन धारा में कमी आती और विद्युत विसर्जन या आर्किंग हो सकती थी,जो ट्यूब को नुकसान पहुँचाती और इसे एक नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक उपकरण के रूप में कार्य करने से रोकती।

(D) मुख्य विचार: संतृप्ति (saturation) पर,धारा में परिवर्तन शून्य होता है।
हम जानते हैं कि प्लेट प्रतिरोध $r_p$ को प्लेट वोल्टेज में परिवर्तन $\delta V$ और प्लेट धारा में परिवर्तन $\delta I$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:
$r_p = \frac{\delta V}{\delta I}$
संतृप्ति बिंदु पर,वोल्टेज में वृद्धि के बावजूद धारा स्थिर रहती है,जिसका अर्थ है कि धारा में परिवर्तन $\delta I = 0$ है।
इसलिए,प्लेट प्रतिरोध होगा:
$r_p = \frac{\delta V}{0} = \infty$
अतः,प्लेट प्रतिरोध अनंत होगा।