IGNOU BPHET 143 SOLVED ASSIGNMENT

Included:

BPHET 143 2025 - English

Tutor Marked Assignment

DIGITAL AND ANALOG CIRCUITS AND INSTRUMENTATION

Course Code: BPHET-143

Assignment Code. BPHET-143/TMA/2025

Max. Marks: 100

Note: Attempt all questions. The marks for each question are indicated against it.

PART A

1.a) Describe the formation of depletion layer in a p-n junction diode. Explain the I-V characteristics of p-n junction in forward and reversed biased conditions.

b) The intrinsic carrier concentration of a semiconductor is 3x10¹⁷ m^-³. It is doped with a trivalent impurity with dopant atom density of 8x10¹⁸ m^-³. The electron and hole mobilities are 0.5 m² V-¹s^-1 and 0.3 m² V^-1s^-1 respectively. Calculate its conductivity before and after the doping.

2. a) Explain the working of p-channel JFET using a circuit diagram showing its voltage biasing with appropriate polarities. Draw its drain characteristics with Vos <OV and Vos≥ 0 V.

b) Discuss the breakdown mechanisms observed in a zener diode. 

c) h-parameters of a single stage CE amplifier are given as   and   and  Calculate   and Z_out with n=10 k and rs = 100.

3. a) Convert FC₁₆ (Hex) into its binary equivalent and then divide it by 1001₂. Express the result in octal equivalent.

b) Draw the circuit of 2-input NAND gate using diodes, transistor and resistors and explain its working with the help of truth table.

4. a) Design a binary adder circuit to add 4-bit binary numbers corresponding to the decimal numbers 11 and 7.

b) Construct the Karnaugh map for the following 3-input truth table, write its Boolean expression and simplify it to obtain MSP.

c) With the help of a suitable diagram, explain the subtraction of binary equivalent of decimal number 5 from binary equivalent of decimal number 7 using a 2’s complement binary adder-subtractor.

PART B

5. a) Why is a Class A amplifier preferred over Class C amplifier in spite of being less efficient? 

b) Why is it necessary to use matched pair of transistors in a push-pull amplifier?

c) An amplifier has maximum voltage gain of 500. Express it in dB scale. Calculate the gain at the cut-off frequencies on dB scale.

d) What are the advantages of transformer coupling between the two stages of a cascade amplifier?

6. a) State the Barkhausen criterion for sustained oscillations. Explain the operation of Colpitt Oscillator. For a Colpitt oscillator with 10 MHz frequency determine the equivalent capacitance, C forming tank circuit with 0.1 mH inductor.

b) In a voltage regulator circuit, the output voltage under no load condition is 12V while under full load it is 11.8V. Over the full range of input voltage variation the nominal voltage output of 12V varies by 50 mV. Calculate percentage load and line regulation.

c) Design and draw a circuit of series pass voltage regulator to provide 25 V output voltage and 160 mA maximum load current using a silicon n-p-n transistor with =80. Assume the input unregulated voltage to be 30 V and minimum zener diode current to be 10 mA. Specify the voltage and power rating of zener diode as well as value and power rating of the resistor used.

7. a) Draw a circuit of a non-inverting amplifier with gain 1 using op-amp. Draw the output voltage curve of this circuit for a step input of 5V amplitude and 50 kHz frequency, if the slew rate of the op-amp is 0.5 V/s. (Use proper scale on the time axis to illustrate the effect of slew rate).

b) Design and draw the circuit of a three channel op-amp adder with channel gains of -5, -10 and -15 respectively.

c) Explain the terms CMRR and input offset voltage in case of op-amp. 

8. a) State the main subsystems of a CRO and explain their functions.

b) Design an astable multivibrator using IC 555 timer to generate a rectangular wave of 60% duty cycle at 10 kHz frequency

 

 

 

 

 

BPHET 143 (January 2026 - July 2026) - ENGLISH

Tutor Marked Assignment
DIGITAL AND ANALOG CIRCUITS AND INSTRUMENTATION

Course Code: BPHET-143
Assignment Code: BPHET-143/TMA/2026
Max. Marks: 100

Note: Attempt all questions. The marks for each question are indicated against it.

PART A

1. a) Draw the graph of current density versus electrical field in an intrinsic semiconductor and describe the mechanisms governing the three regions of this plot. 

b) Describe the construction of a photodiode with appropriate diagram. What is the minimum frequency (in Hertz) of the photons detectable by a photodiode made of a semiconductor with 2.5 eV bandgap?
2. a) Draw the structure of an n-channel JFET with appropriate voltage bias and explain the process of pinch-off. Explain the various regions on the drain characteristic of this JFET for V_DS > 0 and . 

b) Obtain the Q- point of a bipolar junction transistor in CE configuration with and . 

c) h-parameters of a single stage CE amplifier are given as and . Calculate A_i, A_v, Z_in and Z_out with and . 

3. a) Convert 3960₁₀ (decimal) into its hexadecimal equivalent and then divide it by hexadecimal number 08₁₆. Express the result in octal equivalent. 
b) Obtain the expression for the output of the following logic circuit. Write its truth table. Which gate is represented by this circuit? 

4. a) Write the truth table of a full adder and obtain the expressions of its Sum and Carry using the SOP method. 
b) Using the Boolean laws and theorems prove the following identities: 
i.
ii.
iii.

iv.
v.

c) Draw the circuit of 2's complement binary adder-subtractor and using it explain the addition of binary equivalent of decimal number 9 and binary equivalent of decimal number 4 .

PART B

5. a) In the universal biasing of a transistor, which resistor acts as a feedback element? How does it provide stability to the circuit? 

b) How class B amplifier is more efficient than class A amplifier? What will be the effect on the output of a push-pull amplifier if unmatched transistors are used? 

c) What are the advantages of resistance-capacitance (RC) coupling between the two stages of a cascade amplifier?

6. a) Why LC oscillators are preferred over RC oscillators to generate high frequencies? Why 2-stage amplifier is required in Wien bridge oscillator in contrast to a single stage amplifier in the phase shift oscillator? 

b) Draw the circuit of a Colpitts oscillator. Calculate its frequency of oscillation if value of both the capacitors is and inductor is .

c) The turns ratio of a transformer used in half wave rectifier is 30:1. The primary is connected to the power mains: . If the diode resistance in forward bias is and the load resistance, R_L is , determine
i) the peak value, the dc value and the rms value of current;
ii) the ripple factor

d) Design and draw shunt voltage regulator using a zener diode to provide output with maximum load current of . Assume that the input unregulated dc voltage is and the minimum zener current is . 

7. a) You want to amplify a triangular wave signal of amplitude and frequency. Which characteristic of op-amp will be significant in this case? What is its minimum value? 

b) Design and draw a circuit using an op-amp to get at output for input less than and at output for input greater than . 

c) Design a 2-channel op-amp based circuit to give following output relation:
$ 

8. a) Refer to Fig. 15.4 in your study material showing the geometry of the electron beam deflection in a CRT. In this CRT the length of deflection plates (L) is and the distance between screen and centre of the deflection plates (R) is . Accelerating

voltage applied to the anode is 1200 V and applied deflection voltage is 80 V. If the deflection suffered by the electron beam at the edge of the deflection plate (h) is 1 mm, calculate the plate separation (s). Determine the deflection observed on the CRT screen (y) and calculate the deflection sensitivity.

b) Design an astable multivibrator using IC 555 to generate the square wave of 20 kHz frequency.

 

BPHET 143 2025 - Hindi

अध्यापक जांच सत्रीय कार्य अंकीय एवं अनुरूप परिपथ और उपकरणशास्त्र

पाठ्यक्रम कोड: BPHET-143

सत्रीय कार्य कोड: BPHET-143/TMA/2025

अधिकतम अंक: 100

नोट: सभी प्रश्न हल करें। प्रत्येक प्रश्न के अंक उसके सामने दिए गए हैं।

भाग क

1. क) p-n संधि डायोड में अवक्षय स्तर (depletion layer) के बनने की प्रक्रिया समझाएं। अग्र-तथा पश्च-दिशिक बायसन के लिए p-n सन्धि के I-V अभिलक्षणिकों की व्याख्या करें।

ख) एक अर्धचालक का नैज आवेश सांद्रण 3×10¹⁷ m^-3 है। उसे त्रिसंयोजक अपद्रव्य से मादित किया जाता है और मादन परमाणुओं का घनत्व 8×10¹⁸ m^-3 है। इलेक्ट्रॉन और विवर गतिशीलताएं क्रमशः 0.5 m² V^-1s^-1 और 0.3 m² V^-1s^-1 हैं। मादन से पहले और बाद में उसकी चालकता परिकलित करें।

2. क) उचित ध्रुवताओं के साथ वोल्टेज बायसन को दर्शाने वाले परिपथ चित्र का उपयोग करके p-चैनल JFET की कार्यप्रणाली समझाएं। VDS < 0V और VGS ≥ 0 V के साथ इसके निकास अभिलक्षणिक खींचें।

ख) जेनर डायोड में प्रेक्षित होने वाली भंजन प्रक्रियाएं समझाएं।

ग) एक पदी CE प्रवर्धक के लिए h-प्राचलों के मान h₁ = 2 k, h_r = 3 x 10^-4, h_f = 85 और h_o = 15 µAV^-¹ हैं। यदि = 10 k, और rs = 100  हों, तो A_i, A_v, Z_in और Z_out परिकलित करें।

3. क) FC₁₆ (षोडश आधारी) को द्वि-आधारी तुल्य में पारिवर्तित करें। इसे 1001₂ से भाग दें। आप के उत्तर को अष्टाधारी तुल्य में व्यक्त करें।

ख) डायोडों, ट्रांजिस्टर और प्रतिरोधकों का उपयोग करके 2-निवेशों वाले NAND गेट का परिपथ चित्र खींचें और सत्यमान सारणी की सहायता से इसका प्रचालन समझाएं ।

4. क) दशमलव संख्याओं 11 और 7 के संगत 4-बिट द्वि-आधारी अंकों को जोड़ने के लिए एक द्वि-आधारी योजक का परिपथ डिज़ाइन करें और उसे चित्रित करें।

ख) निम्नलिखित सत्यामान सारणी के लिए कारनाफ मानचित्र बनाएं, इसका बूलीय व्यंजक लिखें और सरलीकरण करके MSP प्राप्त करें।

 

ग) उचित आरेख की सहायता से दो के पूरक विधि द्वारा द्वि-आधारी योजक-व्यवकलक का उपयोग करके दशमलव संख्या 7 के द्वि-आधारी तुल्य से दशमलव संख्या 5 के द्वि-आधारी तुल्य को घटाने की विधि समझाएं।

भाग ख

5. क) दक्षता न्यून होने के बावजूद वर्ग A प्रवर्धक को वर्ग C के सापेक्ष वरीयता क्यों दी जाती हैं?

ख) कर्षापकर्षी प्रवर्धक में सुमेलित ट्रांजिस्टरों का प्रयोग अनिवार्य क्यों होता है?

ग) एक प्रवर्धक की उच्चतम वोल्टता लब्धि 500 है। इसे dB के मात्रक में निरूपित करें। अंतक आवृत्तियों पर dB के मात्रक में लब्धि परिकलित करें।

घ) बहुपदी प्रवर्धक के दो पदों के बीच परिणामित्र युग्मन के क्या लाभ हैं?

6. क) स्थायीकृत दोलनों के लिए बर्खाउसन दोलन-निकष बताएं। कॉल्पिट दोलित्र का कार्य समझाएं। एक 10 MHz आवृत्ति वाले कॉल्पिट दोलित्र के लिए समस्वरित (टैंक) परिपथ में 0.1mH कुंडली के साथ तुल्य धारिता C का मान परिकलित करें।

ख) एक वोल्टता नियंत्रक की शून्य लोड वोल्टता 12V और पूरी लोड वोल्टता 11.8V है। नाममात्र वोल्टता 12V पर पूर्ण लाइन परिवर्तन के लिए लोड वोल्टता में 50 mV का परिवर्तन होता है। प्रतिशत लोड नियमन और प्रतिशत स्रोत नियमन परिकलित करें।

ग) = 80 वाले n-p-n ट्रांजिस्टर का उपयोग करके 25 निर्गम वोल्टता और 160 mA अधिकतम लोड धारा वाला श्रेणी पारण वोल्टता नियामक डिज़ाइन करें और इसका परिपथ चित्र खींचें। मान लें कि अनियमित निवेश वोल्टता 30 V तथा जेनर प्रचालन की न्यूनतम धारा 10 mA है। जेनर की वोल्टता एवं शक्ति सीमांक तथा प्रयुक्त प्रतिरोध का मान एवं शक्ति सीमांक बताएं।

7. क) ऑप एम्प का उपयोग करके 1 लब्धि वाले अप्रतिलोमी प्रवर्धक का परिपथ चित्र खींचें। ऑप एम्प की द्रुत घूर्णन दर 0.5 Vus^-¹ होने पर इस परिपथ को दिए गए 5V आयाम और 50kHz आवृत्ति वाले वर्ग तरंग के निवेश के लिए निर्गम वोल्टता का आरेख खीचें। (द्रुत घूर्णन दर का प्रभाव दिखाने के लिए समय अक्ष पर सही सही पैमाने का उपयोग करें।)

ख) ऑप एम्प का उपयोग करके -5, -10 और -15 की क्रमशः चैनेल लब्धियों वाला एक 3-चैनल योजक परिपथ डिज़ाइन करें और इसका परिपथ चित्र खींचें।

ग) ऑप एम्प के संदर्भ में CMRR और निवेश ऑफसेट वोल्टता की व्याख्या करें।

8. क) कैथोड किरण नलिका के मुख्य उपतंत्र बताएं और उनके इन घटकों के कार्य समझाएं।

ख) IC 555 काल समंजक का उपयोग करके 10 kHz आवृत्ति एवं 60% उपयोगिता अनुपात वाली एक आयताकार तरंग जनित करने वाला स्वचालित बहुकंपित्र डिज़ाइन करें।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BPHET 143 (January 2026 - July 2026) - HINDI

अध्यापक जांच सत्रीय कार्य
अंकीय एवं अनुरूप परिपथ और उपकरणशास्त्र

पाठ्यक्रम कोड : BPHET-143
सत्रीय कार्य कोड : BPHET-143/TMA/2026
अधिकतम अंक : 100

नोट : सभी प्रश्न हल करें। प्रत्येक प्रश्न के अंक उसके सामने दिए गए हैं।


भाग क

1. क) एक नैज अर्धचालक में विद्युत क्षेत्र के सापेक्ष धारा घनत्व का आरेख खींचें और इस आरेख के तीन क्षेत्रों को नियंत्रित करने वाली प्रक्रियाओं की व्याख्या करें।
ख) उपयुक्त आरेख की सहायता से एक फोटोडायोड की संरचना का वर्णन करें। 2.5 eV बैंड अंतराल वाले अर्धचालक से बने फोटोडायोड द्वारा संसूचित किए जा सकने वाले फोटॉनों की न्यूनतम आवृत्ति (हर्ट्ज में) कितनी होगी ?
2. क) उचित वोल्टेज बायस के साथ एक n-चैनल JFET की संरचना का चित्र बनाएं आर संकुचन की प्रक्रिया समझाएं। V_DS > 0 और के लिए इस JFET के निकास अभिलाक्षणिक के विभिन्न क्षेत्रों की व्याख्या करें। 
ख) and के साथ CE विन्यास में एक द्वि-ध्रुवीय संधि ट्रांजिस्टर का Q- बिंदु ज्ञात करें। (4)
ग) एक पदी CE प्रवर्धक के लिए h-प्राचलों के मान और ह। यदि और हों, तो A_i, A_v, Z_in और Z_out परिकलित करें। 

3. क) 3960₁₀ (दशमलव) को षोडश आधारी तुल्य में परिवर्तित करें। इसे षोडश आधारी संख्या को 08₁₆ से भाग दें। आप के उत्तर को अष्टाधारी तुल्य में व्यक्त करें।
ख) दर्शाए गए तर्क परिपथ के निकास का व्यंजक ज्ञात कर इसकी सत्यमान सारणी लिखें। यह परिपथ किस गेट को दर्शाता है?

4. क) पूर्ण योजक की सत्यमान सारणी लिखें और SOP विधि द्वारा इसके योगफल तथा हासिल के व्यंजक प्राप्त करें।

ख) बूलीय नियमों और प्रमेयों का उपयोग करके निम्नलिखित समरूपताओं को सिद्ध करें :

i.

ii.

iii.

iv.
v.

ग) उचित आरेख की सहायता से दो के पूरक विधि द्वारा द्वि-आधारी योजक-व्यवकलक का उपयोग करके दशमलव संख्या 9 के द्वि-आधारी तुल्य और दशमलव संख्या 4 के द्वि-आधारी तुल्य को जोड़ने की विधि समझाएं। 

भाग ख

5. क) ट्रांजिस्टर के सार्वत्रिक बायसन में कौन सा प्रतिरोध फिडबैक अवयव का कार्य करता है ? इससे परिपथ को स्थिरता कैसे प्राप्त होती है ? 
ख) वर्ग-A प्रवर्धक की तुलना में वर्ग-B प्रवर्धक अधिक दक्ष क्यों होता है ? वर्ग-AB कर्षापकषी प्रवर्धक में सुमेलित न होने वाले ट्रांजिस्टरों के प्रयोग का प्रवर्धक के निर्गम पर क्या परिणाम होगा ? 
घ) बहुपदी प्रवर्धक के दो पदों के बीच प्रतिरोध-संधारित्र (RC) युग्मन के क्या लाभ हैं? 

6. क) उच्च आवृत्तियां जनित करने के लिए RC दोलित्रों की तुलना में LC दोलित्रों को वरीयता क्यों दी जाती है ? कला विस्थापन दोलित्र में प्रयुक्त एकल पद प्रवर्धक के स्थान पर वियन-सेतु दोलित्र में द्वि-पद प्रवर्धक का प्रयोग आवश्यक क्यों होता है ? 
ख) कॉल्पिट दोलित्र का परिपथ चित्र खींचें। इस दोलित्र के दोनो संधास्त्रों के मान 5 nF और प्रेरक का मान 5 mH हो तो इसके दोलन की आवृत्ति परिकलित करें। 
ग) अर्ध-तरंग दिष्तकारी में प्रयुक्त परिणामित्र का फेरा अनुपात 30:1 है। प्राथमिक को पावर के मुख्य तार (220 V, 50 Hz) से जोड़ा गया है। अगर डायोड का अग्रदिशिक बायस प्रतिरोध 10 Ω और लोड (R_L) प्रतिरोध 1 kΩ है, तो निम्नलिखित परिकलित करें :
i) धारा का शिखर मान, dc मान और rms मान;
ii) ऊर्मिका गुणक 
घ) एक जेनर डायोड का उपयोग करके 7 V निर्गम वोल्टता आर 50 mA अधिकतम लोड धारा दन वाला शंट वोल्टता नियामक डिज़ाइन करें और इसका परिपथ चित्र खींचें। मान लें कि अनियमित निवेश वोल्टता 10 V तथा जेनर प्रचालन की न्यूनतम धारा 10 mA हैं। 

7. क) आप ± 10V आयाम और 10 MHz आवृत्ति वाले एक त्रिकोणीय तरंग सिग्नल को प्रवर्धित करना चाहते हैं। इस स्थिति में ऑप एम्प का कौन सा अभिलक्षण महत्वपूर्ण होगा ? इसका न्यूनतम मान क्या होगा ? 
ख) +5 V से कम निवेश के लिए + 9 V और +5 V से अधिक निवेश के लिए -9 V निर्गम वोल्टताएं देने वाले परिपथ का ऑप एम्प का उपयोग कर के डिज़ाइन करें और परिपथ चित्र खींचें। 
ग) निम्नलिखित निर्गम व्यंजक देने वाला 2 -चैनल ऑप एम्प परिपथ डिज़ाइन करें।

8. क) अपनी पाठ्यसामग्री में चित्र 15.4 देखें जो CRT में इलेक्ट्रॉन किरणपुंज विक्षेपण की ज्यामिति को दर्शाता है। इस CRT में विक्षेपी पट्टियोंकी की लंबाई (L) 3 cm है तथा स्क्रीन और विक्षेपी पट्टियों के केंद्र के बीच की दूरी (R) 12 cm है। ऐनोड पर लागू त्वरक वोल्टता 1200 V और विक्षेपण वोल्टता 80 V हैं । यदि विक्षेपी पट्टियों के किनारे पर इलेक्ट्रॉन किरणपुंज द्वारा अनुभव किया गया विक्षेपण (h) 1 mm है, तो विक्षेपी पट्टियों के बीच की दूरी परिकलित करें। CRT स्क्रीन पर प्रेक्षित विक्षेपण (y) का निर्धारण करें और विक्षेपण संवेदनशीलता परिकलित करें।

ख) IC 555 काल समंजक का उपयोग करके 20 kHz आवृत्ति का वर्ग तरंग जनित करने के लिए अस्थायी बहुकंपित्र डिज़ाइन करें।

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