Lista de EjerciciosCircuitos Electrónicos 1 Unidad 1 Diodos Respecto a la zona de directa del diodo, usando la ley exponencial 1.- Un diodo de silicio con n = 1.5. Encuentre el cambio de voltaje si la corriente cambia de 0.1mA a 10mA Resp. 172.5mV 2.- Un diodo de unión con n = 1 y tiene v = 0.7V a i = 1mA. Encuentre la caída de voltaje para i = 0.1mA e i = 10mA. Resp. 0.64V, 0.76V 3.- Para el circuito de la figura. VDD = 5V y R = 10k Suponga que el diodo tiene una diferencia de potencial de 0.7V para una corriente de 1mA y que el voltaje se incrementa en 0.1V si la corriente aumenta en una década. Halle ID y VD utilizando: a) Iteración b) Modelo aproximado del diodo en DC con VD0 = 0.65V y rD = 20 c) Modelo simplificado del diodo de 0.7V 4.- En el circuito mostrado, los diodos son idénticos. Cuando en un diodo tiene 0.7V a una corriente de 1mA, n = 1. a) Determine VO cuando la carga RL vale 150 b) Encuentre VO sin carga 5.- Tomando en cuenta que los diodos son ideales, calcule las corrientes I de los circuitos a) y b). (2P c/u) 1 6.-Diseñe el circuito de la figura para que proporcione un voltaje de salida de 2.4V. Suponga que el diodo tiene una diferencia de potencial de 0.7V para una corriente de 1mA y que el voltaje se incrementa en 0.1V si la corriente aumenta en una década. 7.- Diseñe un circuito rectificador de ½ onda con las siguientes especificaciones de diseño: a) Usar transformador de 220/12Vrms a una frecuencia de 60Hz b) Tomar en cuenta la caída de voltaje de diodo de 0.7V c) La carga es de 100 d) El voltaje de rizado será a lo más 3.5V Al final del diseño dibuje el circuito completo 8.- Diseñe un circuito rectificador de onda completa toma central con las siguientes especificaciones de diseño: a) Usar transformador de 220/24Vrms a una frecuencia de 60Hz b) Tomar en cuenta la caída de voltaje de diodo de 0.7V c) La carga es de 200 d) El voltaje de rizado será a lo más 3.5V 9.- Diseñe un circuito rectificador de onda completa tipo puente con las siguientes especificaciones de diseño: a) Usar transformador de 220/18Vrms a una frecuencia de 60Hz b) Tomar en cuenta la caída de voltaje de diodo de 0.7V c) La carga es de 100 d) El voltaje de rizado será a lo más 2.5V 2 Para una señal vO rectificada de onda completa con una amplitud pico V P y una frecuencia f de la señal de entrada vI. halle...Para una señal vO rectificada de media onda con una amplitud pico V P y una frecuencia f de la señal de entrada vI. a) Valor medio b) Valor rms 12. a) Valor medio b) Valor rms 11.Para los circuitos de la figura justifique la función de transferencia vO/vI correspondiente.Para el circuito mostrado determine la función de transferencia vO/vI 3 .10. halle.. 13.. 15. ¿Cuáles son los valores positivos y negativos? 4 .14. vI es una onda senoidal pico de 10V.. Dibuje la onda resultante en vO. encuentre los valores de voltaje y corriente indicados.En cada uno de los circuitos de diodo ideal mostrados en la figura. a una frecuencia de 1kHz.-Para los circuitos que se encuentran en la figura los diodos son ideales. -Suponiendo que los diodos de los circuitos son ideales.. 17. pero D1 tiene diez veces el área de unión de D 2 ver nota.En el circuito mostrado. ¿Qué valor de V se obtiene? Para un valor de V = 50mV ¿qué corriente I2 se necesita? 5 . encuentre los valores de los voltajes y corrientes indicados.16. ambos diodos tienen n = 1. pero puede variar en ±25%. Utilice el modelo de pequeña señal para demostrar que la componente de AC de vO es: vo v s nVT nVT IR S Si vs = 10mV... su función es asegurar que el diodo esté en directa acoplar la señal al diodo en DC (según el teorema de la superposición). entonces D1 tendrá 10mA a 0. Se necesita que el regulador proporcione una corriente de carga de 0 a 20mA. Tiene una caída de potencial de 10V a una corriente de prueba de 25mA y r Z es 7. Encuentre el valor de R para que V sea 80mV. sean Rs = 2k y n = 2. Los condensadores C1 y C2 son muy grandes ().1mA y 1A.Nota: si D2 tiene esta característica de operación: 1mA a 0. los diodos son idénticos. encuentre vO para I = 1mA. a) Encuentre VZ0 b) Calcule el valor necesario de R 6 .-En el circuito mostrado en la figura.7V 18. 19. Se ha especificado que el Zener de 10V a 1W disponible en el mercado es 1N4740. La fuente de alimentación tiene un valor nominal de 20V.7V y 100mA a 0. I es una corriente DC y vS es una señal senoidal.7V.En el circuito que se muestra en la figura.Se debe diseñar un regulador Zener en paralelo para proporcionar un voltaje regulado de unos 10V. 0. conduciendo 10mA a 0. ¿A qué valor de I vO se vuelve la mitad de vs? 20.8V. Diseñe para una corriente mínima de Zener de 5mA. -Grafique la curva de transferencia vO vs vI. 7 . Los diodos tienen una caída de voltaje de 0.7V cuando conducen. Considere la caída de potencial de 0.. 23. el Opamp es ideal con niveles de saturación de ±12V.. Hallar v. vA y vO para: a) vI = +1V b) vI = +2V c) vI = -1V d) vI = -2V 22.65V y rD = 20.Encuentre con claridad la función de transferencia vO vs vI del circuito de la figura para -20V < vI < +20V.El circuito de la figura.7V en el diodo cuando conduce.c) ¿Cuál es la variación máxima que ocurrirá en la salida para la variación de la entrada? 21. El Zener de 8.. Suponga que los diodos se pueden representar mediante el modelo lineal con VD0 = 0.2V se mide a una corriente de 10mA y rZ = 20. 8 .Grafique la función de transferencia vO vs vI del circuito mostrado sobre un intervalo de ±10 de señales de entrada.24.. Asuma que los diodos son ideales. VG. VD. Considere que la corriente ID que circula por Q1 es 40A. +2.. Encuentre VGS.- Diseñe el circuito de la figura para establecer una ID = 0. Además calcule los valores de gm y ro suponiendo que VA = 75V.7M. VS.5mA.5V y -2. RG = 4.Unidad 2 Mosfet 1. RD = 15k. El Mosfet tiene Vt = 1V y kn’(W/L) = 1mA/V2. 4. L = 0.5mA y VD = 10V.5V y kn’(W/L) = 1mA/V2.. Encuentre la corriente y el voltaje de drenaje de Q2.Suponga que Q1 es idéntico a Q2.8m y W = 4m.5V.Considere que VDD = VSS = 10V.6V. 2.. 3. 9 . La fuente VDD vale 15V. Encuentre las corrientes de drenaje IDn e IDp y el voltaje vo para vi = 0V. nCox = 200A/V2. Vt = 1. I = 0.Los transistores NMOS y PMOS del circuito de la figura tienen kn’(W/L)n = kp’(W/L)p = 1mA/V2 y Vtn = -Vtp = 1V. El NMOS tiene Vt = 0. nCox = 120A/V2. L1 = L2 =1m.-En los circuitos mostrados. los transistores están caracterizados por V t = 2V y k’(W/L) = 1mA/V2. y el valor de R para obtener los valores de voltaje y corriente indicados.. Encuentre los valores de W para Q1. Encuentre los voltajes marcados de V1 a V7.Para los transistores NMOS del circuito de la figura tienen Vt = 1V. nCox = 120A/V2. Q2 y Q3 para obtener los valores de voltaje y corriente indicados.5. 6. 10 . 7. Para los transistores NMOS del circuito de la figura tienen Vt = 1V. L1 = L2 = L3 = 1m. Encuentre los valores de W para Q1 y Q2. En los circuitos mostrados. los transistores están caracterizados por V t = 1V y k’(W/L) = 0.8. Para cada uno de los circuitos mostrados. Los transistores NMOS tienen un Vt = 1V y kn’(W/L) = 2mA/V2. encuentre los voltajes de nodo indicados. Encuentre los voltajes marcados de V1 a V8. 9.4mA/V2. 11 . |Vt| =1V. Encuentre los valores de V1. Para los dispositivos de los circuitos de la figura nCox = 50A/V2. nCox = 2. 11. Encuentre V2 e I2. ¿Cómo cambian estos valores si Q3 y Q4 son cambiados por otros con W = 100m? 12. L = 1m y W = 10m.10. Los transistores de la figura tienen Vt = 1V y kn’ = 100A/V2. Para los circuitos mostrados. Vt = 1V.5(W/L)2 = 20 12 . V2 y V3 para cada uno de los siguientes casos. Encuentre las corrientes y tensiones indicadas.5pCox = 20A/V2. a) (W/L)1 = (W/L)2 = 20 b) (W/L)1 = 1. L = 10m y W = 30m (Para el circuito (c) W = 75m). 13.25mA/V2 14. ID = 1mA y VD = +7. En el circuito de la figura. Diseñe el circuito de la figura para que el PMOS opere en saturación con VD = 1V e ID = 1mA bajo las siguientes condiciones: a) |Vt| = 1V y kp’(W/L) = 0. Si el transistor tiene V t = 1V y kn’(W/L) = 2mA/V2 : a) Demuestre que VGS = 2V. Determine: a) b) c) d) gm y r o Rin Av (vo/vi) ¿Cuál será VD y la ganancia AV si I aumenta a 1mA? 15. Se muestra un amplificador de fuente común.5mA/V2 b) |Vt| = 2V y kp’(W/L) = 1. el NMOS tiene un V t = 0.5V b) Si VA = 100V. determine gm y ro c) Halle Rin y AV 13 .9V y VA = 50V y opera con VD = 2V. 16. esto es para evitar reflexiones de señal en alta frecuencia. No se dan los datos del NMOS y el circuito usa un cable coaxial de 50. Para una operación apropiada del sistema la R in2 debe ser 50. Si se sabe que el punto de polarización de Q 1 es igual que Q2 ¿Cuál es la amplitud de los pulsos de corriente id1? ¿Cuál es la amplitud de los pulsos de voltaje vd1? ¿Cuál valor de RD se necesita para proporcionar pulsos de 1V en vd2? 14 . El transistor Q1 opera como fuente común y Q 2 opera como puerta común. Se muestra un esquema para acoplar y amplificar un pulso de alta frecuencia. calcule IE. Considere = 200..Se desea evaluar los voltajes de nodos y las corrientes en todas las ramificaciones del circuito de la figura. IC y VC.0V y VE es +1.7V. Suponga que = 100 en ambos transistores. ¿Cuáles son los parámetros y para el transistor? ¿Qué voltaje VC se espera en el colector? 4. Si = 50. Diseñe el circuito de la figura de manera que I C sea 2mA y VC = 4V. 3. 2. 15 . el voltaje de emisor fue medido y resultó igual a -0.- Para el circuito mostrado.Unidad 3 BJT 1.7V. la medición indica que VB = +1. IB..El circuito mostrado en la figura. 10 7 1.00 IS 16 . Use criterios de diseño.070 0.000 IB(A) 50 VBE (mV) IE(mA) 10. Diseñe el circuito para establecer una corriente IE de 1mA y proveer una ganancia máxima posible para una señal en el colector de ± 2V. La fuente VCC es 10V y el = 100.- Diseñe el circuito para que VC sea 4V y la IC sea 2mA. a b c d e 690 690 580 780 820 IC(mA) 1. complete la tabla adjunta..000 1.Si Transis tor v BE VT .Para la configuración de base común.5.137 120 75. 6. Las fuentes son respectivamente +10V y -5V iC I S e 7. suponga un =100. Determine los valores solicitados.7. 9. emisor y colector. 17 . determine los voltajes y las corrientes de base. Determine el de cada transistor para los circuitos mostrado. Suponga = 30 y que |VBE| = 0. Para los circuitos mostrados.8. Para los circuitos de la figura. 10. 5V en el borde de conducción. 0V y +1V. ¿Cuáles son los valores de VE y VC para VB = 0V? ¿Para qué valor de VB el transistor está saturado? Para este caso. IC e IE.7V y |VCEsat| = 0. determine el valor de VB para el cual el transistor opere en saturación con una sat = 2.11.2V 12. Suponga VEB = 0. Suponga que VBE es 0. Considere la operación del circuito de la figura para V B a -1V. Para cada uno de los circuitos saturados de la figura. Use |VBE| = 0. Para el circuito mostrado en la figura suponga que 1y VBE = 0.7V para corrientes normales y que es muy alta. determine I B. Para el circuito de la figura selecciones un valor para R E de modo que el transistor se sature con un SAT = 10.7V y | VECsat| = 0.2V 13. ¿Qué valores de VE y VC resultan? ¿Para qué valor de VB el transistor está justo en el borde de la conducción? Para esta condición: ¿Qué valores de VE y VC corresponden? Así mismo. ¿qué valores de VE y VC resultan? 18 . 14. Para los circuitos mostrados en la figura. IB. ¿Cuáles son los valores de VB. VC.7V. y ? 16. IE. determine los voltajes de nodo y las corrientes en las ramificaciones marcados. Suponga que es muy alto y |VBE|= 0.7V. 19 . Para el circuito de la figura VE = 1V. IC.15. Dada la suposición que |VBE| = 0. 20. VC2.17. determine los voltajes de VB1. Determine los voltajes de nodos indicados para: a) = b) = 100 19. VB2. = . Para el circuito de la figura. con |VBE| y Vdiodo = 0.7V. -5V y -10V. Calcule los valores de sat. VE1. primero con R retirado (a circuito abierto) y con R conectada. Para el circuito mostrado. VC1. Suponiendo que los transistores se encuentran en saturación. VE2. 20 . encuentre VB y VE para vi = 0V. Los BJT tienen un valor de = 100. 18. +3V. si VA = 100V Rin y Rout AV y A i La ganancia global vo/vsig 23. encuentre una expresión para IO en función de VCC. = 100. Diseñe el circuito para que el punto Q sea: IC = 2mA y VCE = 4V y la ganancia AV sea -8V/V.7. En el circuito de la figura. Si R1 = R2. y las resistencias. si = 0. Si = . Para el circuito mostrado. determine: a) b) c) d) e) El punto Q gm y ro. La fuente VCC = 12V. El amplificador de emisor común.7V. 21 . ¿Cómo se modifica la expresión para IO? 22. VBE = 0.21.99 y VBE = 0. VA = 100V. la primera etapa tiene los siguientes componentes: R 1 = 100k.9k. evalúe la ganancia de voltaje vo/vb1. Determine el punto Q de la primera etapa.24. RC = 6. Diseñe la segunda etapa para que IC2 = 1mA y VCE2 = 7V. es un amplificador de dos etapas de emisor común.8k y = 100. R2 = 100k. 25. El circuito mostrado. Suponga que = 100. Determine la Rin y la ganancia vo/vseñal. En el circuito de la figura vseñal es una onda senoidal de amplitud pequeña. RE = 3. Si vbe se limita a 5mV ¿Cuánto valdrá el nivel de vseñal y vo? 22 . V CC = 15V. Si RL = 1k.