Problemas resueltos de electrónica analógica diodos
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PROBLEMA 1 Calcular la función de transferencia VO = VO (Vi) del circuito de la figura asÃ− como el estado de conducción (ON/OFF) de los diodos presentes en el mismo. Analizaremos el circuito empezando por tensiones Vi muy negativas (Vi <<0). Intervalo I ) - â < Vi < ? = 0v Suponemos un estado de conducción / no conducción para los diodos tal que: D1, D2 OFF; Z ON D. Bajo estos supuestos, dibujaremos el circuito equivalente. ; Como Vi<0 entonces I<0 con lo que ZonD. Como Vi<0 entonces Vd1<0 con lo que D1OFF. Nos faltarÃ−a demostrar que D2 está en OFF, mirando el esquema de antes, vemos que: Como Vi<0 Entonces D2 OFF Intervalo II ) 0v < Vi < ? = V Suponemos D1 ,D2 OFF; Z OFF. AsÃ− que mientras Vi<2Vâ Vd1<0 D1 OFF En el caso del zener, mientras Vi<V implica que Z OFF, para el cálculo de D2 como Vd2+V=V0=0 implica que VD2=-V y D2 estará OFF. El intervalo irá hasta V que será cuando el diodo zener ON Z Intervalo III ) -10v < Vi < ? = 7v/2 Suponemos : D1 OFF, D2 ON; Z ON D ; Como vi<V â I<0 diodo zener ON Z Vamos a comprovar que D1 está en OFF Como Vi<V y hasta que no alcance 2Vi=7Vd1<0 â D1 OFF. El diodo D2 se pondrá mas tarde que el D1, con esto sabemos que el cuarto intervalo empezará en 7V/2 Intervalo IV ) 7V/2 < Vi < ? = â Suponemos : D1 ON, D2 OFF; Z ON Z 1 ; Z ON Z ; Como Vi>2V â I1>0 â D1 ON D2 OFF Podemos observar que ya no habrá más cambios en el estado de conducción de los diodos, a pesar de que aumente la tensión de entrada. A continuación presentamos la función de transferencia del circuito en cuestión, junto con los estados de conducción para cada uno de los diodos. PROBLEMA 2 Sea el amplificador multietapa de la figura, se pide: • El punto de trabajo de cada transistor • Las ganancias Av,Ai y Ap • Las impedancias de entrada Zi y salida Zo • La frecuencia de corte que impone cada condensador y la consecuencia, la frecuencia de corte inferior del amplificador. Solución al apartado a): En primer lugar calcularemos el punto de trabajo de cada transistor, lo haremos sobre el circuito en continua, por lo que consideraremos en cto abierto y no lo hace falta que lo pasemos a señales. El punto de trabajo del primer transistor es: Q(9,82V, 1,05mA) En la segunda parte del circuito veremos que sera muy similar, ya que lo unico que cambia, es la Rc2 El punto de trabajo del segundo transistor es: Q(7,93V, 1,05mA) Solución al apartado b): Para realizar los cálculos que se piden, consideraremos el circuito equivalente para pequeña señal. Como se nos relacionan la ib1 e ib2, buscaremos una ecuacion que nos relacione ambas, para eso iremos a la parte central del circuito en señales. Solución al apartado C): Solución al apartado D): La frecuencia sabemos que viene delimitada por los efectos capacitivos. Siendo Requ en cada caso la que ve el condensador. En el caso de Cgen 2 En el caso de C12 En el caso de Cl En el caso de Ce como el valor del condensador tiende a infinito el de la frecuencia de corte tendera a cero. Problemas resueltos de Electrónica Analógica. Diodos 1 VCC D1 OFF D2 ON Z ON Z D1 Off D2 Off Z Off Re1 D1 ON D2 Off Z On Z V/2 R11 V + Vi + Vo Id1 3 Id2 R R + Vd2 Cl + Vd1 C12 Cgen Vcc Rc2 R22 Q2 R Re2 R21 Rc1 R12 Vi Q1 7V/2 D1 Off D2 Off Z ON D vi 4 vo 2V 2V Iz R V V + Vi + Vi + Vi + Vo R R + Vd2 + Vd1 R 5 2V 2V R + Vo R R + Vd2 R 2V 2V R + Vo R R + Vd1 R 2V 2V R - 6 V0 Cl Rc1 βib1 E1 ib1 Rc2 ib1 B1 βib2 βib2 + Rb21e2 Hie RC2 Rb1 Vgen Ro Ri Cgen Rc1 βib1 E1 ib1 Rc2 ib1 7 B1 βib2 βib2 V0 + Rb21e2 Hie RC2 Rb1 Vgen Ro Ri Cgen Rc1 βib1 E1 ib1 Rc2 ib1 B1 βib2 βib2 V0 + 8 Rb21e2 Hie RC2 Rb1 Vgen Ro Ri E2 C2 C1=B2 Hie Rc1 βib1 E1 ib1 Rc2 ib1 B1 βib2 βib2 V0 + Rb21e2 Hie RC2 9 Rb1 Vgen Ro Ri Vgen + V0 Ce1 Câ â + Vi + Vo R R D2 D1 R 2V 2V VZ R 10
