P31

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE
FACULTAD DE INGENIERIA - RESISTENCIA
CATEDRA DE ELECTRONICA I - 2016
PROFESOR TITULAR: DARIO M. GOUSSAL
GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS P31
Transistores y Circuitos Amplificadores
Bibliografía de Referencia
* Boylestad, R & Nashelsky, L. “Electrónica -Teoría de Circuitos y Dispositivos” 10ª. Ed. Pearson Educación, México 2009
* Cathey, J. “Electronic Devices and Circuits” 2nd. Ed. – Schaumm´s Outline McGraw Hill, USA 2002.
* Hambley, Allan R., "Electrical Engineering: Principles & Applications 6e", 3a. Ed., Prentice Hall, 2000, pp. 248-258
* Horenstein, Mark N. "Microelectrónica-Circuitos y Dispositivos", 2a. Ed. Prentice-Hall, 1997
* Motorola Semiconductor: "Small-Signal Handbook", DL126/D Rev 5, Motorola Inc. USA 1994
* Savant, C.J.; Roden, M.S. & Carpenter, G.L. "Diseño Electrónico" 3a. Ed. Prentice-Hall, 2000. pp.148-188
* Schilling, D. & Belove, C. "Circuitos Electrónicos: Discretos e Integrados". 3a. Ed. Marcombo, España 1993.
P1.- Dadas las características de emisor común del transistor 2SC 587 de la figura, Ib= 20 µA, y Vce = 20V.
Encontrar la corriente de colector y la caída de tensión entre base y emisor.
35 micro A
10
30 micro A
1
25 micro A
Vbe (volt)
0,8
Vce≥1V
Vce=0V
0,6
Ic (mA)
8
20 micro A
6
15 micro A
4
0,4
10 micro A
2
0,2
0
100 200 300 400 500 600 700
5 microA
0
0
5
Ib (microA)
10
15
20
Vce (volt)
25
30
35
P2.- El punto Q de operación de un circuito de emisor común con el transistor 2SC 587 es: Icq = 5,6 mA y Vcb = 20 V.
Encontrar Ib, Vcb e Ie utilizando las características de emisor común del problema anterior.
P3.- Para una etapa polarizada en base común se dispone de un transistor 2SC 587, Ic = 5 mA y Vcb = 5 V.Utilizando las curvas
de emisor común del problema 1, determinar: Vce, Ib, Ie y Vbe.
P4.- Utilizando un transistor de silicio NPN tipo 2SC 587 en una etapa en emisor común, se pide encontrar Ib, Vce, Ie y Vbe.
En el circuito RL = 5 KΩ , Vcc = 30 V. y la corriente Ic = 3,7 mA.P5.- En el mismo circuito del problema anterior, Ic = 5 mA, manteniéndose RL y Vcc. Se desea encontrar:
1) La corriente de base necesaria para Ic = 5 mA.
2) La potencia Pc disipada en el circuito de colector
3) El voltaje de CC en la carga RL y la potencia PL disipada en ésta.
P6.- En el circuito de la figura, se utiliza un 2SC 587 con una tensión de
alimentación de 5 V. A la entrada, se inyecta una onda cuadrada de
corriente cuyos flancos tienen por límites:
a) 0 y 25 µA
b) 0 y 35 µA
¿Cuál es la variación en la tensión de salida Vo para el caso a)?
¿Cuál es la variación para el caso b)?
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P7.- En el circuito inversor de la figura, el transistor de silicio opera en modo de conmutación y exhibe una hfe = 250. Calcular
los valores de Rc y Rb para una Ic (sat) = 10 mA. La tensión de alimentación es Vcc = 10 V.
P8.- En el circuito amplificador de la figura indicada más abajo, se utiliza un transistor de germanio tipo ASY 29 (=2N1308)
cuyas características de colector también se reproducen. Se supone que Icbo = 3 µA a temperatura ambiente, que Vbe =
0,22 V a 25 ºC. Además Vbe decrece estimativamente a razón de 2,2 mV/ ºC. Vcc =5 V
a) Trazar la recta de carga de CC determinando aproximadamente IcQ, a posteriori calcular IcQ analíticamente
utilizando el valor gráfico aproximado obtenido de la recta de carga; determinar también analíticamente VceQ
b) Calcular los factores de estabilidad Si , Sv y Sβ
c) Calcular el corrimiento de IcQ si la temperatura ambiente se eleva a 30 ºC, primeramente debida al cambio
en Icbo y después debida al cambio en Vbe.
d) Calcular el corrimiento de IcQ ídem al caso anterior para una tamb = 70 ºC.
e) Si hfe se redujera a un 50% de su valor nominal, ¿cuál sería el corrimiento de IcQ debido a este motivo?
+ Vcc = 5 v
- - - 70 ºC
25 ºC
60
Rc
100
Cs
2N 1308
Ci
0.25 mA
0.25 mA
0.20 mA
0.20 mA
50
Ic (mA)
R1
3650
ASY 29
2N1308
40
0.15 mA
0.15 mA
30
0.10 mA
0.10 mA
0.05 mA
0.05 mA
20
10
R2
1380
Re
50
0 mA
0 mA
0
0
1
2
3
4
Vce (volt)
5
6
7
P9.- En la figura, el transistor de silicio tiene hfe= hFE = 50. Supondremos que todos los condensadores de desacoplo y acoplo
tienen reactancia cero en las frecuencias de señal. Determinar:
a)
b)
c)
d)
e)
Condiciones de reposo
El circuito equivalente para señal débil despreciando hoe y hre.
La ganancia de corriente, At = iL / il .
Impedancia de entrada “vista” por la fuente de corriente de señal it.
La impedancia de salida “vista” por la carga de 1KΩ.
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P10.- Para el amplificador de la figura, siendo β = 100 y VBE = 0.7 v, hallar:
a) Av, Avo, Zin, Ai, G y Zo
b) Recalcular si la resistencia de emisor RE se divide en RE1= 100Ω y RE2=900Ω, con el condensador de desacoplo en
paralelo con RE2.
P11.- En el circuito de JFET en configuración de fuente común (Common Source) indicado, se utiliza un 2N 4869 que tiene
una tensión de contracción Vp (Pinch-off Voltage) de –4 V y una IDSS = 4 mA. Calcular VDS.
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P12.- Midiendo ID en un circuito con JFET de canal N, si se ajusta VDS a un valor constante de 10 V y variando la tensión VGS,
resultan las siguientes lecturas: para VGS = -0,5 V ⇒ ID = 5 mA; y para VGS = -1 V ⇒ ID = 3,2 mA.
A continuación, ajustando VGS a un valor constante de –1 V y variando la tensión VDS se obtiene para VDS = 10 V ⇒
ID = 3,2 mA; y para VDS = 12 V ⇒ ID = 3,22 mA.
Con estas lecturas del instrumental, calcular la transconductancia gm y la resistencia de salida rds.
P13.- Del circuito con MOSFET en configuración fuente común (Common source) de la figura, calcular la ganancia de
tensión, la resistencia de entrada y la resistencia de salida del amplificador a frecuencias medias. El transistor NMOS
posee los siguientes parámetros: transconductancia gm = 2 mS, y rds = ∞.
P14.- El circuito de la figura es un amplificador con acoplamiento capacitivo. Hallar la ganancia de tensión y la excursión
máxima de la tensión de salida, suponiendo que Q1 = Q2 y hfe1 = hfe2 = 100. VBE = 0,7 V y todos los capacitores
tienden a infinito. Repetir el calculo para Vcc = 9 V y hfe= 90.
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P15.- Calcular los valores de punto de reposo para las etapas 1 y 2 del circuito amplificador de acoplamiento directo de la figura,
utilizando transistores discretos 2A 237 o similares. Datos: R1 = 220 Ω, Rc1 = 2,2 KΩ , Rc2 = 1,2 KΩ , Re2 = 1,8 KΩ ,
R2 = 560 Ω , Ci = Co = 10 µF, Ce = 100 µF, Vcc = 9 V. Repetir el cálculo para Vcc = 12 V
+ Vcc
Rc 1
Rc 2
Co
+
VL
Ib2
R1
Ci
2A237
+
Ic1
ib1
Vbe2 -
Ie2
2A237
Vbe1
+
Re2
+
Ce
Vi
-
-
i3
R2
P16.- En el amplificador de dos etapas de la figura, determinar la tensión de colector de la primera etapa y la tensión de salida en
la resistencia de carga RL. Todos los capacitores tienden a infinito. Recalcular para Vcc = 15 v.
P17.- Proyectar un amplificador clase B push-pull, que proporcione la potencia máxima sobre una carga de 10 Ω. Se emplearán
transistores de las siguientes características: Pcmax = 4 w (una vez aplicados los factores de reducción); BVCEO = 40 V,
max Ic = 2 A. Vcc= 12 V. Determinar Vcc y N. Calcular la potencia de salida y el rendimiento.
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P18.- Diseñar un amplificador inversor con un amplificador
operacional integrado del tipo LM741 para valores de
la señal de entrada variando entre +/- 250mV y en la
salida, necesitándose +/- 5V.
La carga es de 1 KΩ y la resistencia interna del
generador de entrada es de 10 KΩ.
P19.- En el circuito de la figura, la tensión
en modo común, en cualquier terminal del
AO no debe ser mayor de 10 V.
Se desea calcular la máxima tensión en modo
común aplicable a la entrada del circuito.
P20.- En el amplificador no inversor de la figura,
R1 = 1 KΩ , R2 = 10 KΩ,
V+ = 10 V y V- = -10 V
a)
Determinar la relación Vent/Vsal en la región lineal (
es decir donde Vsal esta dentro de los límites de
saturación del AO)
b) Determinar los valores máximos positivos y
negativos que puede tener Vent antes de que la salida
se sature ( hacia +V o hacia –V)
c) Graficar la característica de transferencia del circuito
Vent en función de Vsal
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