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Dispositivos Electrónicos
AÑO: 2010
ENUNCIADOS DE EXÁMENES DE CURSOS ANTERIORES
Rafael de Jesús Navas González
DISPOSITIVOS ELECRÓNICOS.
INFORMÁTICA DE GESTIÓN 1º Curso Grupos (B y C).
7.- Determinar la curva de tranferencia entrada-salida, vo frente a vi, para el circuito electrónico que se
muestra en la Figura 3. Considerar un modelo ideal para los diodos (2 puntos),
Examen ordinario. Curso 99/00. Málaga 19-7-2000.
vi
1.- Explicar brevemente el significado de los principales criterios que sirven para comparar las diferentes
familias lógicas. (0.5 puntos)
D2
R1
R3
I
R4
R2
4.- Explicar brevemente cúales son las principales semejanzas y diferencias entre los sistemas que representan los términos ROM, PROM, EPROM y EEPROM. (0.5 puntos)
Vd
-
Id
+
Id
Vγ
6.- Calcular los valores lógicos de salida, vo, y el consumo de la puerta lógica que muestra la Figura 2, para
cada una de las cuatro combinaciones, (0 volt y 5 volt) de sus entradas va y vb. (3 puntos)
si V BE ≤ V BEon
y V CE ≥ V CEsat
−
+
vb
−
K = 0.05mA/V2
−
Figura 2
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
VBEONE
D
VT < 0 G
VT > 0
S
S
si V GS ≥ V T
G
y
y βI B ≥ I C
V DS ≥ V GS – V T
D
si I B ≥ 0
2
V DS
I D = K ( V GS – V T )V DS – --------2
VCEsat
B
D
D
S
IB
Vd ≤ 0
K
2
I D = ---- ( V GS – V T )
2
E
Mt
Id ≥ 0
si V GS ≤ V T
G
si I B ≥ 0
βIB
IB
B
VBEON
D
si
Vγ si
S
C
C
VTM1 = VTM2 = VTMt = 1volt
G
E
B
β = 10
E
va
I = 1mA
Id
Vd +
ideal
C
VCESAT = 0.2 volt.
Figura 1
+
Vγ
B
Q
vo
R4 = 2KΩ
C
VBEON = 0.7 volt.
M1 M2
Vd -
R =10KΩ
+
R1 = 3KΩ
FORMULARIO:
VDD = 5 volt.
Ra
R2 = R3 = 1KΩ
Figura 3
+
Rb =10KΩ
vo
−
3.- Explicar brevemente el funcionamiento de un inversor de la familia logica CMOS, indicando las principales caracteristicas en cuanto a funcionamiento de los transistores que lo forman y su consumo. (0.5
puntos)
R =10KΩ
D1 y D2 ideales
D1
2.- Cuál es el hecho fundamental que explica la gran diferencia entre el valor de la intensidad que circula
por un diodo de unión P-N en polarización directa y en polarización inversa.(0.5 puntos)
5.- En el circuito de la Figura 1, en contrar la condición que ha de cumplir Ra para que:
• a) El tranasistor Q esté en corte. (1.5 punto)
• b) El transistor Q trabaje en su región de saturación. (1.5 punto)
+
si V GS ≥ V T
G
S
y V DS ≤ V GS – V T
DISPOSITIVOS ELECRÓNICOS.
INFORMÁTICA DE GESTIÓN 1º Curso. Grupos (B y C).
Examen extraordinario de Septiembre. Curso 99/00. Málaga 14-9-2000.
1.- Explicar las principales diferencias en cuanto a la naturaleza de la corriente eléctrica que circula a
través de un metal y a través de un semiconductor intrínseco. (0.5 puntos)
2.- Caracterizar las zonas de operación de un transistor bipolar como elemento de circuito. (0.5 puntos)
FORMULARIO:
Vd
3.- Qué son y cómo se calculan los márgenes de ruido de una familia lógica. (0.5 puntos)
-
+
4.- Explicar brevemente el principio de funcionamiento de las celdas de memoria RAM estática y RAM
dinámica. (1 punto)
Id
+
Id
Vγ
Vd -
si V BE ≤ V BEon
B
E
si I B ≥ 0
Ra
β = 10
y V CE ≥ V CEsat
E
VBEONE
Figura 1
7.- Calcular los valores lógicos de salida, vo, y el consumo de la puerta lógica que muestra la Figura 2, para
cada una de las cuatro combinaciones, (0 volt y 5 volt) de sus entradas va y vb. (3 puntos)
Mt
VTM1 = VTM2 = VTMt = 1volt
+
+
va
−
M1 M2
+
vb
−
K = 0.05mA/V2
vo
−
Figura 2
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
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VT > 0
S
S
si V GS ≥ V T
G
y
y βI B ≥ I C
V DS ≥ V GS – V T
D
si I B ≥ 0
2
V DS
I D = K ( V GS – V T )V DS – --------2
VCEsat
B
VT < 0 G
D
S
IB
D
K
2
I D = ---- ( V GS – V T )
2
C
VCESAT = 0.2 volt.
Rb =2KΩ
Vd ≤ 0
si V GS ≤ V T
G
VBEON = 0.7 volt.
Q
Vγ si
Id ≥ 0
S
C
βIB
B
VBEON
D
E
IB
R =10KΩ
G
B
C
si
D
C
6.- En el circuito de la Figura 1, encontrar la condición que ha de cumplir Ra para que:
• a) El transistor Q esté en corte.
• b) El transistor Q trabaje en su región de saturación.
• c) El transistor Q trabaje en su región activa.
Justificar adecuadamente la respuesta en cada caso. (4 puntos)
R =10KΩ
Id
Vd +
ideal
5.- Qué es un diodo LED. Y un fotodiodo. Cuáles son sus principales características.(0.5 puntos)
VDD = 5 volt.
Vγ
si V GS ≥ V T
G
S
y V DS ≤ V GS – V T
DISPOSITIVOS ELECRÓNICOS.
FORMULARIO:
Vd
INFORMÁTICA DE GESTIÓN 1º Curso Grupos (B y C).
-
+
Examen ordinario. Curso 00/01. Málaga 18-6-2001.
Id
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
Vd +
ideal
1.- Determinar la tensión de salida , vo , en el circuito electrónico que se muestra en la Figura 1.
Considerar el modelo ideal para los diodos. (4 puntos)
D
C
G
B
D2
R1
D1
V
C
I
R4
+
D1 y D2 ideales
vo
R2 = R3 = 1KΩ
R4 = 2KΩ
−
R2
B
VBEON
Figura 1
2.- Calcular el valor lógico a la salida, Vo, y el consumo, de las puertas lógicas de la Figura 2, cuando sus
entradas Va y Vb toman los valores que en ella se muestran. Justificar la respuesta en cada caso,
verificando la zona de trabajo de los transistores. (3puntos)
VDD=5Volts
Mt
Rc=6KΩ
+
Rb=15KΩ
Q
+
Va = 3Volts
M1 M2
−
β=50
+
−
Vb =0
Va=0
Vo
MA
−
VTM1 = VTM2 = VTMt = 1volt
VBEon=0.7V
VCEsat=0.2V
Va=5 Volts
(b)
Figura 2
Vo
Vb =5Volts
MB
VTMt = -1volt
K = 0.05mA/V2
(c)
3.- ¿Qué son y para qué sirven las características de transferencia de una familia lógica? (0,5 puntos).
4.- ¿Qué es un semiconductor extrínseco? (0,5 puntos)
5.- ¿Cuáles son las variables que definen el punto de operación de un transistor bipolar como elemento de
circuito en configuración de emisor común. Caracteriza en función de ellas sus diferentes zonas de
operación. (0.5 puntos)
6.- Explicar brevemente el funcionamiento del inversor básico de la familia lógica NMOS, indicando las
principales características en cuanto a funcionamiento y zona de trabajo de los transistores que lo
forman, así como en cuanto a su consumo. (1,5 puntos).
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
VBEONE
VT > 0
S
S
si V GS ≥ V T
G
y
S
B
VT < 0 G
D
y βI B ≥ I C
V DS ≥ V GS – V T
D
si I B ≥ 0
2
V DS
I D = K ( V GS – V T )V DS – --------2
VCEsat
VTMA = VTMB = 1 volt
K = 0.05mA/V2
y V CE ≥ V CEsat
E
IB
D
K
2
I D = ---- ( V GS – V T )
2
C
Mt
Vo
(a)
VDD=5Volts
Vd ≤ 0
si V GS ≤ V T
G
si I B ≥ 0
βIB
IB
Id ≥ 0
S
C
I = 1mA
V = 6 volt.
Vcc=5Volts
si V BE ≤ V BEon
B
R1 = 3KΩ
E
D
E
R3
si
Vγ si
si V GS ≥ V T
G
S
y V DS ≤ V GS – V T
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INFORMÁTICA DE GESTIÓN 1º Curso-Grupos (B y C).
FORMULARIO:
Examen extraordinario de Septiembre. Curso 00/01. Málaga 6-9-2001.
Vd
1.- Determinar la tensión de salida Vo , y la corriente ID , en cada uno de los circuitos electrónicos que se
muestran en la Figura 1. Justificar la respuesta en cada caso verificando el estado de los diodos.
Considerar el modelo tensión umbral para los diodos (Vγ = 0.7V). (3 puntos)
-
+
Id
Id
Vγ
+
_Vo
ID
B
E1=10V
E1 =8V
ID
Vo
E2=10V
_
(a)
si V BE ≤ V BEon
B
E
(b)
VDD=5V
Rb=15KΩ
QB
Vb
Va=0.5V Vb=5V β=50
VCEsat=0.2V
Vo
Vb =5V
MA
MB
VTMA = VTMB = 1 volt VTMt = -1volt
K = 0.05mA/V2
(a)
(b)
Figura 2
3.- ¿Qué son, cómo se calculan y para qué sirven los márgenes de ruido de una familia lógica? (1punto).
4.- Enumera y justifica las principales diferencias entre materiales sólidos aislantes, conductores y
semiconductores. (1 punto)
5.- ¿Cuáles son las principales diferencias entre un transistor NMOS y un transistor PMOS en cuanto a su
estructura física y en cuanto a su funcionamiento como elemento de circuito? (1 punto)
6.- Explicar brevemente cúales son las principales semejanzas y diferencias entre los sistemas que
representan los términos ROM, PROM, EPROM y EEPROM. (1 punto)
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
D
VT < 0 G
VT > 0
S
S
si V GS ≥ V T
y V DS ≥ V GS – V T
G
D
si I B ≥ 0
y βI B ≥ I C
2
V DS
I D = K ( V GS – V T )V DS – --------2
VCEsat
VBEONE
Va= 5V
y V CE ≥ V CEsat
C
Mt
vo
D
D
S
B
Vd ≤ 0
K
2
I D = ---- ( V GS – V T )
2
E
IB
Id ≥ 0
si V GS ≤ V T
G
si I B ≥ 0
βIB
B
VBEON
2.- Calcular la tensión a la salida Vo, y el consumo, de las puertas lógicas de la Figura 2, cuando sus
entradas Va y Vb toman los valores que en ella se muestran. Justificar la respuesta en cada caso,
verificando la zona de trabajo de los transistores. (3 puntos)
D
si
Vγ si
S
C
IB
Rc=6KΩ
G
E
Figura 1
VBEon=0.7V
ideal
C
E2=12V
Rb=15KΩ
Id
Vd +
B
+
DA
DB
Vcc=5V
Vγ
C
R=1kΩ
QA
Vd -
A
R=10kΩ
Va
+
si V GS ≥ V T
G
S
y V DS ≤ V GS – V T
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
FORMULARIO:
1º Curso Grupo C.
+
Examen ordinario. Curso 02/03. Málaga 13-6-2003.
Id
1.- En el circuito de la Figura 1, el transistor bipolar Q funciona en su región activa:
a) Justificar esta afirmación. Indicar y justificar además cuál es el estado de los demás dispositivos
semiconductores.
b) Determinar el valor de la intensidad de corriente y la caída de tensión en cada uno de los elementos
de circuito.
c) Determinar la tensión de salida, vo, y la potencia aportada por la fuente VCC.
(3 puntos)
VCC
DB
Q
RB2
+
vo
DE
_
Figura 1
Mt
+
Vi
Mb
vO
-
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
Vd +
ideal
G
B
E
E
y V CE ≥ V CEsat
VCEsat
VBEONE
Vd ≤ 0
D
D
VT < 0 G
VT > 0
S
S
D
K
2
I D = ---- ( V GS – V T )
2
C
B
Id ≥ 0
si V GS ≤ V T
G
si I B ≥ 0
βIB
IB
si
Vγ si
S
C
IB
B
VBEON
D
E
si V BE ≤ V BEon
B
β=100
VCC = 10 V
RB1 = RB2 =1MΩ
RC = 10KΩ
VDD = 5 V
Vi = 5 V
VTb = 1 V
VTt = -3 V
+
C
2.- Para el circuito inversor NMOS de la Figura 2 :
a) Indicar todos los posibles estados en que pueden encontrarse los transistores y las condiciones que ha
de cumplir vo en cada uno ellos.
b) Calcular el valor vo y el consumo de potencia. Justificar la respuesta verificando que se cumplen las
condiciones de la zona de trabajo en la que se supone que se encuentras ambos transistores. (4 puntos)
VDD
-
C
DB y DE modelo tensión umbral
Vγ=0.7V
VBEact = VBEon= VBEsat= 0.7V
VCEsat = 0.2V
Rc
RB1
Vd
si V GS ≥ V T
G
y
S
D
si I B ≥ 0
y βI B ≥ I C
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = K ( V GS – V T )V DS – --------2
si V GS ≥ V T
G
S
y V DS ≤ V GS – V T
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán publicadas el
próximo 30 de Junio en los tablones oficiales del centro.
βb = 9 µA/V2
βt = 12 µA/V2
Figura 2
3.- Explica brevemente el significado de los términos puerta lógica y familia lógica. Cita tres ejemplos de
familias lógicas. Indicar también cuáles son los principales parámetros que se utilizan para comparar
diferentes familias lógicas, explicando brevemente el significado de cada uno de ellos.
(1 punto)
4.- Explica brevemente, en términos de corriente de portadores y de forma cualitativa, los fenómenos eléctricos que caracterizan a una unión PN en equilibrio, en polarización directa y en polarización inversa.
(1 punto)
5.- Dibuja y describe el esquema básico de una memoria RAM (memoria de acceso aleatorio) de lectura y
escritura (R/W memory). Explica también cuáles son las principales semejanzas y diferencias entre los
sistemas que representan los términos RAM estática y RAM dinámica.
(1 punto)
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
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DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
vin=5V
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
va
A
1º Curso Grupo C.
n
vi
VDD
I2
RB1 = 10KΩ; RB2 =1MΩ
vo
VOH= VCC
vo
Qo
D1
Rb=10KΩ
VOL=VCESAT
vi
VBEsat=0.7V
VCEsat=0.2V
β=60
VIL=VIH=VBEON+Vγ
Vγ=0.7V
vi
VCC=5V
vo
vo
VOH=VCC
B
Rc=6KΩ
vo
Rb=10KΩ
V
Qo
vi
VOL=VCESAT
VCEsat=0.2V
A
R
B
= ----------- ( V
–V
)+V
CC
CE SAT
BE ON
βR
C
VIH=VA
VIL=VBEON
VBEact=VBEon=VBEsat=0.7V
β=60
vi
FORMULARIO:
+
Id
+
Vd
-
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
Vd -
+
ideal
si
Vγ si
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
+
Vi
RL vo
DB modelo tensión umbral Vγ= 0.7V β=100
VBEact = VBEon= VBEsat= 0.7V VCEsat = 0.2V
I1 = 0,8 mA
Di
MP
MN v
O
-
_
VCC = 10 V
vo
Figura 3
VCC
RB2
D2
VBEact=VBEon=0.7V
4.- En el circuito de la Figura 1 se sabe que el diodo DB conduce:
a) Determinar el estado de conducción de Q. Justificar la respuesta verificando las condiciones de funcionamiento de cada dispositivo.
b) Determinar la tensión de salida, vo, y la potencia consumida en la resistencia RL.
c) Determinar la potencia en las fuentes independientes de corriente. ¿Se comportan éstas como elementos activos o como elementos pasivos? Justificar la respuesta.
(3 puntos)
5.- Para el inversor CMOS de la Figura 2:
a) Determinar el intervalo de valores de Vi para los que el transistor MP conduce en saturación y el transistor MN en óhmica. Justificar adecuadamente la respuesta.
b) Calcular el valor de vo y la potencia consumida para los valores de Vi extremo de dicho intervalo.
(2 puntos)
A
Rc=5KΩ
R=3KΩ
3.- Qué es una memoria de acceso aleatorio. Cuáles son sus principales ventajas e inconvenientes frente a
una memoria de acceso secuencial. Cita algunos ejemplos.
(0,5 puntos)
Q
vi
VCC=5V
2.- ¿Qué es un diodo LED? ¿Y un fotodiodo? ¿Y un diodo Zener? Indicar sus principales diferencias y
semejanzas.
(0,75 puntos)
I1
vo2
B
1.- ¿De qué tipo es el cristal para el que existen electrones que ocupan niveles de energía en la banda de
conducción de menor energía que otros que ocupan niveles en la banda de valencia? Justifica la respuesta. ¿En qué cristales nunca es posible encontrar esa situación y por qué? Cita algún ejemplo de cada
uno de estos cristales.
(0,75 puntos)
DB
vo2
B
Examen extraordinario. Curso 02/03. Málaga 3-9-2003.
RB1
vo1
B
I2 = 6,0 mA
VDD = 5 V
VTP = 1 V βP = 25 µA/V2
Vi = ?
VTN = 1 V
D
C
B
si
B
E
V BE ≤ V BEon
IB
B
VBEON
RL = 100Ω
E
VBEONE
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
B
D
IB ≥ 0
y V CE
C
IB
VT > 0
G
V GS ≤ V T
S
D
S
si
βIB
si
G
E
C
βN= 25 µA/V2
Figura 2
Figura 1
6.- Para el circuito digital de la Figura 3:
a) Calcular los márgenes de ruido de cada uno de los inversores que se emplean en dicho circuito. ¿Cuál
de ellos es más inmune al ruido? Justifica la respuesta.
b) Calcular el valor de va para n=2 y verificar que el circuito funciona correctamente.
(3 puntos)
D
C
si
G
S
D
S
VT < 0
S
V GS ≥ V T
y V
DS ≥ V GS – V T
2
VDS
I D = β ( V GS – VT )VDS – --------2
si
G
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán publicadas el próximo
19 de Septiembre en los tablones oficiales del centro.
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
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3.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué es un semiconductor intrínseco? Cita al menos dos ejemplos.
b) ¿Qué es un semiconductor extrínseco? Cita al menos dos ejemplos.
c) Indica cuáles son las principales diferencias que existen, en cuanto a su naturaleza, y en cuanto al
mecanismo que la origina, entre la corriente eléctrica que circula a través de un cristal conductor y uno
semiconductor.
(1 puntos)
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
1º Curso Grupo C.
Examen ordinario. Curso 03/04. Málaga 25-6-2004.
4.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
VDD
1.- Para el inversor de la Figura1(a), cuya característica de transferencia (curva vo(vi)) se esboza en la
Figura 1(b) obtener:
a) Sus niveles lógicos y su margen de ruído. Justificar adecuadamente la respuesta.
b) El valor de tensión vo, la potencia aportada por la fuente VCC y la corriente de base del transistor Q2
para vi = 5V y vi = 0,5V.
(4 puntos)
VBEact = VBEon= VBEsat= 0.7V
VCEsat = 0.2V
VCC
β=100
Rc
VCC = 5 V
RB
RB =0,8MΩ
vo
+
VOL
Q2
VIH
_
VC
VB
VD
a) ¿Que función booleana realiza el circuito NMOS de la Figura3? Justifica la respuesta describiendo
brevemente el razonamiento que ha llevado a ella.
b) Indica cuáles son las características más destacables de esta familia lógica y sus principales ventajas
e inconvenientes si se compara con la familia CMOS.
(1 punto)
5.- ¿Qué es un tansistor MOS de puerta flotante? Describe brevemente su principio de funcionamiento e
indica cual es su principal aplicación en el ámbito de las memorias semiconductoras?
(1 punto)
vo
vi
VA
Figura 3
VOH
Q1
RC = 10KΩ
Vo
vi
VIL
Figura 1(b)
Figura 1(a)
2.- Para el circuito inversor de la Figura 2, Calcular el valor de vo y la potencia aportada por la fuente VDD,
para:
a) VI = 0V
b) VI = VDD.
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 9 de Julio en los tablones oficiales del centro.
FORMULARIO:
Vd
Justificar la respuesta en cada caso verificando que se cumplen las condiciones de la zona de trabajo en la
que se supone que se encuentran ambos transistores.
(3 puntos)
RG
Mp
+
VI
Mn
vO
VDD = 5 V
RG = 1MΩ
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
Vd -
+
ideal
si
Vγ si
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
D
C
D
C
B
VDD
-
+
Id
si
B
E
V BE ≤ V BEon
βIB
B
VBEON
E
y V CE
C
-
B
VBEONE
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
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≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
Figura 2
D
IB ≥ 0
si
IB
V GS ≤ V T
S
D
S
E
C
VTn = 1 V
VTp = 1 V
βp = 15µA/V2
βn = 64µA/V2
si
G
VT > 0
G
si
G
S
D
S
VT < 0
V GS ≥ V T
y V
DS ≥ V GS – V T
S
2
VDS
I D = β ( V GS – VT )VDS – --------2
si
G
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
FORMULARIO:
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
+
1º Curso Grupo C.
Examen extraordinario. Curso 03/04. Málaga 25-9-2004
ID
VD
VD
+
ID
linealizado
ideal
Vγ
-
Vγ R
D
ID
si V D ≤ V γ
RD
D
C
1.- Determinar la tensión de salida Vo , y la corriente Io , en cada uno de los circuitos electrónicos que se
muestran en la Figura 1. Justificar la respuesta en cada caso verificando el estado de los diodos.
Considerar para los diodos el modelo linealizado (Vγ = 0.7V, RD = 50Ω).
(3 puntos)
si V BE ≤ V BEon
E
D +
Io
B
E1=10V
Vo
_
E2=12V
+
DA
DB
R=0,95kΩ
E2=10V
_
(b)
(a)
2.- Los circuitos de la Figura 2 corresponden a dos puertas lógicas:
a) Indicar qué tipo de puertas son y a qué fámilia lógica pertenece cada una de ellas. Describir brevemente
su funcionamiento de forma cualitativa y en términos del estado de los transistores que las constituyen.
b) Calcular la tensión a la salida Vo, y el consumo, de cada una de ellas cuando sus entradas Va y Vb toman
los valores aparecen en la Figura 2. Justificar la respuesta en cada caso, verificando la zona de trabajo de
los transistores.
(4 puntos)
Vcc= 5V
Rb=15KΩ
Rb=15KΩ
QB
Vb
Va=0.85V Vb=0.75V β=50
VBEon=0.7V
D
β
2
I D = --- ( V G S – V T )
2
si V GS ≥ V T
G
y
VBEONE
y βI B ≥ I C
V DS ≥ V GS – V T
D
si I B ≥ 0
2
V DS
ID = β ( V G S – V T )V D S – --------2
VCEsat
B
S
si V GS ≤ V T
S
IB
VT > 0
si V GS ≥ V T
G
S
y V DS ≤ V GS – V T
Mt
vo
Va
S
D
G
VDD= 5V
Rc=6KΩ
QA
y V CE ≥ V CEsat
E
C
Figura 1
VT < 0
D
G
si I B ≥ 0
βIB
B
VBEON
G
S
C
IB
Vo
Io
E
B
A
R=10kΩ
E1=-8V
B
C
si I D ≥ 0
VCEsat=0.2V
Vo
Va= 3V
VTMA = VTMB = 1 V
MB
VTMt = -2V
βn = 0.05mA/V2
(a)
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán publicados el
próximo 5 de Octubre en los tablones oficiales del centro.
Vb =3V
MA
(b)
Figura 2
3.- Describe brevemente la estructura física Metal Óxido Semiconductor (MOS), base del transistor MOS
de “enriquecimiento” o “acumulación”, y su comportamiento en condiciones de reposo y polarización.
(1,5 puntos)
4.- Dibuja y describe el esquema básico de una memoria RAM (memoria de acceso aleatorio) de lectura y
escritura (R/W memory). Explica también cuáles son las principales semejanzas y diferencias entre los
sistemas que representan los términos RAM estática y RAM dinámica.
(1,5 puntos)
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
2
3.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué es un semiconductor intrínseco? Cita al menos dos ejemplos.
b) ¿Qué es un semiconductor extrínseco? Cita al menos dos ejemplos.
c) Indica cuáles son las principales diferencias que existen, en cuanto a su naturaleza, y en cuanto al
mecanismo que la origina, entre la corriente eléctrica que circula a través de un cristal conductor y uno
semiconductor.
(1,5 puntos)
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
1º Curso Grupos A y C.
Examen ordinario. Curso 04/05. Málaga 17-6-2005.
4.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
VDD
1.- Para la puerta NOR que modela el circuito de la Figura1(a), y cuya característica de transferencia
(curva vo(va), para vb=0V), se esboza en la Figura 1(b), definir y obtener los siguientes parámetros:
a) Niveles lógicos y Margen de ruido,
b) Ancho de la transición y Excursión lógica
c) Consumo estático.
d) Comparar los valores obtenidos en los apartados anteriores con los correspondientes a una puerta
lógica ideal.
Justificar adecuadamente la respuesta.(Nota: Usa modelo tensión umbral para modelar los diodos.)
(4 puntos)
Da
RB1 =1,8KΩ
Db
v+
b
RC = 2KΩ
+
VB
VD
VOH
vo
RB2
VOL
_
_ _
VIH
VIL
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 8 de Julio en los tablones oficiales del centro.
va
vb= 0
Figura 1(b)
Figura 1(a)
FORMULARIO:
2.- El circuito de la Figura 2, modela una puerta NAND de la familia NMOS. Calcular el valor de vo y la
potencia aportada por la fuente VDD, para VI = VDD.
Justificar la respuesta verificando que se cumplen las condiciones de la zona de trabajo en la que se supone
que se encuentran los transistores.
(3 puntos)
Vd
+
Id
VA
MA
si
Id
Vd -
+
ideal
V BE ≤ V BEon
si
Vγ si
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
βIB
IB
VTMA = VTMB = 1.5 V
B
VBEON
E
D
IB ≥ 0
si
VTMt = -1.05 V
y V CE
≥ V CEsat
B
VBEONE
Figura 2
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
V GS ≤ V T
S
D
si
S
D
S
VT < 0
S
V GS ≥ V T
y V
DS ≥ V GS – V T
2
VDS
I D = β ( V GS – VT )VDS – --------2
si
G
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
G
βMt = 20μA/V2
βMB = 10μA/V2
si
G
VT > 0
G
S
C
βMA = 10μA/V2
MB
Vγ
E
C
VB
Vd -
D
B
VDD = 5 V
vo
+
Id
C
E
Mt
-
Vγ
D
C
B
VDD
VI
VC
Figura 3
Q
+
va
RB2 =1,2KΩ
RB1
VE
a) ¿A qué familia lógica pertenece y qué función booleana realiza el circuito de la Figura3? Justifica la
respuesta describiendo brevemente el razonamiento que ha llevado a ella.
b) ¿Qué es un tansistor MOS de puerta flotante? Describe brevemente su principio de funcionamiento e
indica cual es su principal aplicación en el ámbito de las memorias semiconductoras?
(1,5 puntos)
vo
Rc
β=100
Vγ = 0.7V
VCC = 5 V
VA
VCC
DATOS
VBEact = VBEon= VBEsat= 0.7V
VCEsat = 0.2V
Vo
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
3.- Calcular el valor de tensión a la salida Vo, y el consumo de potencia, para cada una de las puertas
lógicas de la Figura 3, cuando sus entradas Va y Vb toman los valores que en ella se muestran. Justificar
la respuesta en cada caso, verificando que se cumplen las condiciones para la zona de trabajo que se
supone para los transistores.
(3 puntos)
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
1º Curso Grupos A y C.
Examen ordinario. Curso 04/05. Málaga 21-9-2005.
VDD=5Volts
VDD=10V
Mt
1.- Del inversor RTL que modela el circuito de la Figura1(a), y cuya característica de transferencia (curva
vo(va)), se esboza en la Figura 1(b), se sabe que sus márgenes de ruido para el cero (NML) y para el uno
(NMH) cumplen la siguiente relación (NMH = 4NML); además se conocen los valores de los siguientes
parámetros:
- Ancho de la transición TW= 0.29V
- Excursión lógica LS = 2.9V
Determinar:
a) Sus niveles lógicos (VIH, VIL, VOH y VOL) y su margen de ruido NM.
b) Los valores de los parámetros VBEon, VCEsat y β del modelo del transistor bipolar Q (modelo que
recoge el formulario).
c) El valor de RC para el cual el consumo potencia estática del inversor es 3mW.
Justificar adecuadamente la respuesta.
(3 puntos)
VCC
DATOS
Rc
VBEact = VBEon= VBEsat
RBB
VCC = 3 V
RBB / RC = 5
vo
+
va
_
vo
_
va
VIH
+
Vb =0
−
−
Vo
Va=0
−
Figura 3
+
Id
V
I
R4
+
Id
Vd -
Vγ
Id
Vd -
+
ideal
si
Vγ si
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
si
B
−
I = 1mA
βIB
B
VBEON
R4 = 2KΩ
E
y V CE
C
V = 6 volt.
B
VBEONE
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
Figura 2
G
D
IB ≥ 0
si
IB
si
VT > 0
G
V GS ≤ V T
S
D
S
C
R1 = 3KΩ
R2 = R3 = 1KΩ
V BE ≤ V BEon
E
D1 y D2 ideales
vo
D
C
R3
R2
-
Vγ
D
C
(2 puntos)
E
D1
(b)
4.-Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué es y para qué sirve la característica de transferencia de una puerta lógica?
b) ¿Cuáles son las variables de tensión y de corriente que se emplean para caracterizar a un transistor
bipolar npn como elemento de circuito en configuración de emisor común. Caracteriza en función de
ellas sus diferentes zonas de operación y su comportamiento en cada una de ellas.
(1 punto)
B
+
VTMt = -2V
βMa=βMb=βMt = 0.05mA/V2
βMa=βMb=βMt = 0.05mA/V2
Vd
R1
MB
VTMA = VTMB = 2V
VTMa = VTM2 = VTMt = 2V
(a)
Vb =5V
MA
FORMULARIO:
VIL
2.- En el circuito de la Figura 2:
a) Demostrar que ambos diodos no pueden conducir simultáneamente.
b) Determinar la tensión de salida vo, y el consumo de potencia.
Considerar el modelo ideal para los diodos. Justificar adecuadamente la respuesta
D2
Va=5V
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 27 de Septiembre en los tablones oficiales del centro.
VOL
Figura 1(b)
Figura 1(a)
+
Vo
+
M A MB
5.- Explicar brevemente y forma cualitativa el funcionamiento del inversor básico de la familia lógica
NMOS, indicando las principales características en cuanto a funcionamiento y zona de trabajo de los
transistores que lo forman, así como en cuanto a su consumo, para cada una de las combinaciones de
entrada vin = 0 y vin =VDD.
(1punto)
VOH
Q
+
Mt
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
si
G
S
D
S
VT < 0
S
V GS ≥ V T
y V
DS ≥ V GS – V T
2
VDS
I D = β ( V GS – VT )VDS – --------2
si
G
G
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
3.- Dibuja y describe brevemente el esquema básico de una memoria RAM, de lectura y escritura (R/W
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
memory). Explicar brevemente cuáles son las principales semejanzas y diferencias entre los sistemas
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
que representan los términos RAM estática y RAM dinámica
1º Curso Grupos A, B y C.
Examen ordinario. Curso 05/06. Málaga 23-6-2006.
(1 punto)
4.- Esboza y describe brevemente las curvas características que caracterizan el comportamiento de un
transistor bipolar npn en configuración emisor común. Señala sobre ellas las diferentes regiones de
trabajo y las condiciones que las determinan en el modelo básico estudiado.
1.- El circuito de la Figura 1 está formado por un inversor RTL al que se ha conectado una resistencia RL
a su terminal de salida. Obtener la expresión analítica de su característica de transferencia (curva vo(vi))
y representarla gráficamente en los tramos donde el transistor Q está en corte y saturación. Justificar
adecuadamente la respuesta.
(4 puntos)
DATOS
β=100
RB1
RB1 =100KΩ
RB2 =100KΩ
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 4 de Julio en los tablones oficiales del centro.
+
Q
+
RL
RB2
vi
RL = 200KΩ
aislantes, cristales conductores y cristales semiconductores. Cita algunos ejemplos de cada uno de
dichos materiales.
(1 punto)
Rc
VCC = 5 V
RC = 200KΩ
5.- En base a la Teoría de Bandas, explica brevemente por qué a temperatura ambiente hay cristales
VCC
VBEact = VBEon= VBEsat= 0.7V
VCEsat = 0.2V
(1 punto)
vo
FORMULARIO:
Vd
+
_
_
Id
-
+
Id
Vγ
Figura 1
Vd -
Vγ
Id
Vd -
si
Vγ si
+
ideal
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
D
C
B
2.- En el circuito de la Figura 2:
a) Determinar el valor de la tensión de salida vo para cada una de las cuatro combinaciones de las
entradas vA vB (vA = 0V, vB= 0V; vA = 0V, vB= 5V; vA = 5V, vB= 0V; vA = 5V, vB = 5V). Justificar la
respuesta verificando que se cumplen las condiciones de la zona de trabajo en la que se supone que se
encuentran los dispositivos semiconductores. (Usar modelo tensión umbral para los diodos)
b) Indicar qué función lógica realiza. Justificar adecuadamente la respuesta.
(3 puntos)
D
C
si
B
E
D
B
VBEON
E
y V CE
C
VDD
Vγ= 0.7V
β =25μA/V2
t
βb=200μA/V2
vA
vB
DA
B
Mt
VBEONE
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
RG=10kΩ
IB ≥ 0
si
βIB
V GS ≤ V T
S
D
S
C
IB
si
G
E
DATOS
VDD=5V
V BE ≤ V BEon
VT > 0
G
G
y
S
S
S
V DS ≥ V GS – V T
2
VDS
I D = β ( V GS – VT )VDS – --------2
si
G
VT < 0
V GS ≥ V T
si
D
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
vo
DB
Mb
RG
VTt= 1V
VTb= 0.3V
Figura 2
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
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2
3.- En el circuito de la Figura 3:
a) Determinar el valor de la tensión de salida vo para cada una de las cuatro combinaciones de las
entradas vA vB (vA = 0V, vB= 0V; vA = 0V, vB= 5V; vA = 5V, vB= 0V; vA = 5V, vB = 5V). Justificar la
respuesta verificando que se cumplen las condiciones de la zona de trabajo en la que se supone que se
encuentran los dispositivos semiconductores. (Usar modelo tensión umbral para los diodos)
b) Indicar qué función lógica realiza. Justificar adecuadamente la respuesta.
(3 puntos)
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN.
1º Curso Grupos A, B y C.
Examen extraordinario. Curso 05/06. Málaga 6-9-2006.
DATOS
1.- Determinar el valor de la tensión vo y la potencia aportada por la fuente de corriente ICC en el circuito
de la Figura 1.
(1 punto)
ICC = 0.01mA
R2 = 300KΩ
R4 = 300KΩ
RG=10kΩ
βb=200μA/V2
Vγ= 0.7V
VTt= 1V
VTb= 0.3V
vB
DA
Mt
vo
DB
Mb
Figura 3
+
R3
ICC
vA
RG
R2
R1 = 300KΩ
R3 = 300KΩ
βt=25μA/V2
R1
DATOS
VDD
VDD=5V
4.- Describe brevemente el circuito electrónico que constituye la celda básica de una memorias RAM
R4 R5 R6
R5 = 300KΩ
estática NMOS. Ilustra cómo se organizan estas celdas básicas para formar un array de celdas de
memoria en el que cada una de ellas puede ser direccionada individualmente e ilustra cómo se lee y
vo
escribe una de ellas.
R6 = 300KΩ
(1,5 puntos)
_
5.- ¿Que es un diodo LED? ¿Y un fotodiodo? ¿Y un diodo Zener? Destaca sus principales características y
Figura 1
cita alguna aplicación para cada uno de ellos.
2.- En el circuito de la Figura 2 obtener la expresión analítica de su característica de transferencia (curva
vo(vi)) y el intervalo de valores vi, tales que el transistor Q trabaja en su región activa. Justificar
adecuadamente la respuesta.
(3 puntos)
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 18 de Septiembre en los tablones oficiales del centro.
FORMULARIO:
Vd
-
+
DATOS
RB2 =100KΩ
RL = 200KΩ
C
RB1
RB1 =100KΩ
vi
_
RB2
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
Vd -
si
Vγ si
+
ideal
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
RL
D
C
B
+
si
B
E
Q
+
+
D
Rc
VCC = 5 V
RC = 200KΩ
Id
VCC
VBEact = VBEon= VBEsat= 0.7V
VCEsat = 0.2V β=100
(1,5 puntos)
V BE ≤ V BEon
C
βIB
B
VBEON
_
Figura 2
E
y V CE
C
B
VBEONE
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
D
IB ≥ 0
si
IB
V GS ≤ V T
S
D
S
E
vo
si
G
VT > 0
G
G
y
S
D
S
VT < 0
S
V DS ≥ V GS – V T
2
VDS
I D = β ( V GS – VT )VDS – --------2
si
G
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
si V
GS ≥ V T
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
6.- En el circuito inversor de la Figura 2:
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
a) Determina el rango de valores de vi para los cuales el diodo Ds está en conducción, mientras el
transistor Q trabaja en su región activa.
1º Curso Grupo A.
Examen convocatoria de Junio. Curso 06/07. Málaga 13-6-2007.
b) Determina también el valor de vo y la potencia aportada por la fuente VCC.
(3 puntos)
VCC
1.- Cita al menos tres familias lógicas e indica cuáles son sus principales rasgos distintivos. Dibuja también
el circuito correspondiente a un inversor de cada una de ellas.
(0.75 puntos)
DATOS
Rc
VCC = 5 V
DS
RB =0,1MΩ
2.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
RB
a) ¿Qué es la movilidad de un portador de carga, y cuál es su dependencia con la temperatura? Justifica
adecuadamente la respuesta.
DS modelo tensión umbral
Q
vi
b) ¿Qué es la conductividad de un material y cuál es su relación con la movilidad de los portadores de
carga? Indica también cuál es su relación con la resistencia eléctrica de dicho material
(0.75 puntos)
RC = 10KΩ
+
Vγ=0.4V
vo
VBEact = VBEon= VBEsat= 0.7V
_
VCEsat = 0.2V
β=100
Figura 2
3.- Dibuja el esquema básico de un circuito rectificador de onda completa y justifica cualitativamente su
funcionamiento en términos de su característica de transferencia.
(0.75 puntos)
4.- Describe brevemente el circuito electrónico que conforma la celda básica de la memoria RAM estática
NMOS. Ilustra su funcionamiento indicando cómo se selecciona, y cómo se leen y se escriben en ella
cada uno de los valores lógicos.
(0,75 puntos)
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 26 de Junio en los tablones oficiales del centro.
FORMULARIO:
Vd
+
5.- En el circuito de la Figura 1, calcula los valores a la salida (Vo) y el consumo para cada uno de los valores
Id
-
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
+
ideal
Vd -
Vγ
si
Id ≥ 0
si
Vd ≤ 0
de entrada Vi = 5V y Vi = 0V. Probar en cada caso cuál es el estado de conducción de los dispositivos
D
semiconductores. (Considerar el modelo tensión umbral para el diodo LED).
C
(4 puntos)
B
VDD = 5 V
Vγ= 1.25V
Mn
+
Vo
_
βIB
B
VBEON
VTn = 1.5 V
VTp = 1 V
βMn = 20 μA/V2
E
y V CE
C
βMp = 75 μA/V
B
VBEONE
Figura 1
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
2
D
IB ≥ 0
si
IB
si
G
VT > 0
G
V GS ≤ V T
S
D
S
C
R = 100kΩ
Mp
V BE ≤ V BEon
E
DATOS
R
Vi
si
B
E
VDD
D
C
G
y
S
S
S
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
VT < 0
V GS ≥ V T
si
D
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
3.- Para el inversor CMOS de la Figura 3:
a) Determinar el intervalo de valores de Vi para los que el transistor MP conduce en su región de
saturación mientras el transistor MN lo hace en su región óhmica. Justificar adecuadamente la
respuesta.
b) Calcular el valor de vo y la potencia consumida para los valores de Vi extremo de dicho intervalo.
(3 puntos)
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
1º Curso Grupo A.
Examen convocatoria de Septiembre. Curso 06/07. Málaga 5-9-2007.
VDD
1.- El circuito de la Figura 1 se ha probado en el laboratorio y se han realizado las medias que se muestran
en la tabla:
VBC = 4V
I6 = 9mA
VAC = 2V
DATOS
MP
A partir de estos datos:
a) Determina el valor de las corriente I1 e I5 según la polaridad indicada en la Figura 1.
b) Determina también el valor de las fuentes independientes V1 y V2.
c) Calcula la potencia consumida por el circuito e indica qué elemento o elementos del circuito la
proporcionan.
(2 puntos)
I6
R6
A
R3
R1
I1
V1
R4=1kΩ; R5=1kΩ;R6=1kΩ.
I5
I3
R2
I2
Figura 1
I4
R1=1kΩ; R2=2kΩ;R3=1kΩ;
R5
V2
R4
C
2.- Del inversor RTL de la Figura2(a), y cuya característica de transferencia (curva vo(va)), se esboza en la
Figura 2(b), se han medido en el laboratorio sus niveles lógicos, habiendose obtenido los datos que
recoge la tabla:
VIH = 0,912V
VIL= 0,622V
VOH= 3V
-
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán publicados el
próximo 19 de Septiembre en los tablones oficiales del centro.
FORMULARIO:
Vd
+
Id
Rc
VBEact = VBEon= VBEsat
RBB
VCC = 3 V
RBB / RC = 5
+
va
_
Figura 2(a)
+
Id
Vγ
B
si
Id
+
ideal
V BE ≤ V BEon
Vd -
Vγ
si
Id ≥ 0
si
Vd ≤ 0
βIB
IB
B
VBEON
+
E
B
VBEONE
VIL
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
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≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
va
D
IB ≥ 0
y V CE
C
VOL
VT > 0
G
V GS ≤ V T
S
D
S
C
VOH
si
G
E
si
Figura 2(b)
Vγ
D
B
vo
VIH
Vd -
C
Q
vo
_
-
D
C
E
DATOS
VTN = 1 V βMN= 25 μA/V2
Figura 3
VOL= 0,1V
A partir de estos valores determina:
a) Su margen de ruido NM.
b) Su fan-out.
c) Los valores de los parámetros VBEon, VCEsat y β del modelo del transistor bipolar Q (modelo que
recoge el formulario al final del enunciado del examen).
Justificar adecuadamente la respuesta.
(2 puntos)
VCC
VTP = 1 V βMP = 25 μA/V2
+
vO
4.- Cita al menos tres tipos diferentes de diodos. Dibuja el simbolo que los representa como elemento de
circuito, e indica cuáles son sus principales rasgos distintivos, tanto en su estructura física como en su
comportamiento como elementos de circuito.
(0.75 puntos)
5.- Describe y caracteriza las diferentes componentes de la corriente eléctrica que puede circular en un
material semiconductor.
(0.75 puntos)
6.- Dibuja el esquema básico de un inversor CMOS y explica su funcionamiento en términos del estado de
conducción de los transistores que lo forman. Indica sus principales ventajas frente a los inversores de
la familia NMOS.
(0.75 puntos)
7.- Qué es una memoria de acceso aleatorio. Cuáles son sus principales ventajas e inconvenientes frente a
una memoria de acceso secuencial. Cita algunos ejemplos de ambos tipos de memorias.
(0,75 puntos)
Datos:
B
MN
Vi
VDD = 5 V
y
S
S
S
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
VT < 0
V GS ≥ V T
si
G
D
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
1º Curso Grupo A.
Examen convocatoria de Junio. Curso 07/08. Málaga 11-6-2008.
1.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué representa el parámetro movilidad de un portador de carga y cuál es su dependencia con la
temperatura? Justifica adecuadamente la respuesta.
b) ¿Qué corriente es la que predomina en una unión P-N polarizada en directo? Justifica la respuesta.
(0.75 puntos)
2.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) Dibuja un esquema y explica las principales características de la estructura física del transistor PNP.
b) ¿Qué es un transistor Schottky? Cita alguna de sus principales características y aplicaciones.
(0,75 puntos)
3.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) Dibuja de forma esquemática y explica la estructura física de un transistor PMOS de acumulación.
Muestra también mediante un dibujo y explica cuál es la situación en el canal cuando dicho transistor
entra en saturación.
b) Dibuja el esquema del inversor básico de la familia lógica CMOS. Explica su funcionamiento
indicando los valores de tensión esperados en el terminal de salida, el estado de conducción de los
transistores que lo forman y el consumo de potencia, para cada uno de los dos posibles valores
lógicos de entrada.
(1 punto)
4.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) Cuáles son las principales semejanzas y diferencias entre los sistemas que representan los términos
RAM estática y RAM dinámica.
b) Dibuja el esquema y describe brevemente el circuito electrónico que conforma la celda básica de la
memoria RAM estática NMOS. Ilustra su funcionamiento indicando cómo se selecciona una celda, y
cómo se lee y se escribe en ella cada uno de los valores lógicos.
(1 punto)
5.- En la Figura 1 se muestra un circuito formado por un inversor NMOS al que se ha conectado a su
terminal de salida dos diodos LED. Se ha comprobado que para Vi = 0V, el diodo D1 se ilumina,
mientras que el diodo D2 permanece apagado. En esta situación:
a) Indica cuál es el estado de conducción de cada uno de los dispositivos electrónicos. Justifica tu
respuesta comprobando que se cumplen las condiciones del modelo empleado para representar el
estado de cada uno de ellos. (Considerar el modelo tensión umbral para los diodos LED).
b) Determina el valor de la tensión en el nudo de salida Vo
c) Determina el consumo de cada uno de los elementos del circuito y verifica que la suma de estos
coincide con la potencia aportada por la fuente VDD.
(3.5 puntos)
VDD
DATOS
VDD = 5 V
R = 4kΩ
M2
VγD1= 1.2V
Vi
M1
D1
D2
R
+
VγD2= 2.25V
Vo
VT1 = 1 V
VT2 = -1 V
βM1 = 100 μA/V2
_
6.- En el circuito de la Figura 2 se ha medido que la corriente que circula por la resistencia de colector RC
es de 470μA:
a) Prueba que el transistor Q está trabajando en su región de saturación.
b) Determina la corriente que circula por las demás ramas del circuito.
c) Determina el valor de la tensión de salida VO, la potencia aportada por la fuente VCC y la consumida
por la resistencia de emisor RE.
(3 puntos)
DATOS
RC
RB1
VCC
VCC = 5 V
RB1 = 2KΩ
RB2 = 2/3KΩ
Q
RE
RB2
RC = 9KΩ
RE = 1KΩ
+
VBEsat= 0.63V
Vo
VCEsat = 0.2V
_
β=100
Figura 2
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 16 de Junio en los tablones oficiales del centro.
FORMULARIO:
Vd
+
Id
-
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
ideal
si
Vγ si
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
D
C
D
C
B
si
B
E
V BE ≤ V BEon
B
VBEact
E
y V CE
C
B
VBEsatE
1
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
S
D
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
S
S
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
VT < 0
V GS ≥ V T
y
S
D
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
G
2
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
V GS ≤ V T
si
≥ V CEsat
si
VCEsat
IB
D
IB ≥ 0
si
βIB
VT > 0
G
S
C
IB
si
G
E
βM2 = 200 μA/V2
Figura 1
Id
Vd -
+
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
1º Curso Grupo A.
3.- Explica brevemente, mediante un esquema y de forma cualitativa, cómo se comporta una unión de
materiales semiconductores de tipo P y de tipo N en función de la polarización externa aplicada a
ambos lados de la unión. Justifica dicho comportamiento en términos del campo eléctrico en la unión y
la corriente de portadores (electrones y huecos) presentes en cada uno de dichos materiales
semiconductores y que pude circular por dicha unión.
(1 punto)
Examen convocatoria de Septiembre. Curso 07/08. Málaga 3-9-2008.
1.- El circuito electrónico cuyo esquema se muestra en la Figura 1b es una realización con transistores BJT
y MOSFET del sistema electrónico digital de la Figura 1a:
a) Analiza dicho circuito y calcula los valores de tensión señalados como VA y VO, así como el
consumo de potencia para cada uno de los dos valores de tensión a la de entrada: Vi = VDD y Vi = 0V.
b) Determina el rango de valores de tensión de entrada Vi para los que el diodo LED está iluminado.
Nota: En cada uno de los apartados anteriores, y en cada caso, indica y justifica adecuadamente el estado
de conducción de todos los dispositivos semiconductores. Utiliza para el diodo LED el modelo tensión
umbral del diodo.
(4 puntos)
+
+
Vi
VO
D
_
_
4.- Indica cuáles son las diferentes regiones de funcionamiento de un transistor bipolar (pnp o npn).
Explica, sobre un esquema de su estructura física y de forma cualitativa, cuáles son las condiciones de
polarización y cómo funciona un transistor npn en cada una de ellas.
(1 punto)
5.- ¿Cuáles son las principales diferencias entre un transistor NMOS y un transistor PMOS, ambos de
enriquecimiento, en cuanto a su estructura física y en cuanto a su funcionamiento como elemento de
circuito?
(1 punto)
6.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) Dibuja y describe el esquema básico genérico de una memoria ROM. Indica cómo está almacenada
en ella la información.
b) Dibuja como ejemplo el esquema de una ROM - Matriz NOR, hecha con transistores NMOS de
tamaño 22x2 bits.
c) Explica los diferentes tipos, métodos y dispositivos empleados para obtener memorias ROM
reconfigurables.
(1 punto)
a)
VDD
DATOS
RC
M2
VDD=5V
RB=10KΩ
RC=6KΩ
RD=12KΩ
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán
publicados el próximo 16 de Septiembre en los tablones oficiales del centro.
También podrán ser consultadas en el
Vγ=1.4V
RB
+
Q
+
VA
Vi
_
_
+
M1
D
RD
VO
_
VBEact=VBEon=VBEsat=0.7V
FORMULARIO:
VCEsat=0.2V
Vd
+
βQ=60
Id
VTM1= VTM2=1.5V
βM1=βM2=50μA/V2
b)
I
V2
R2
Id
Vd -
si
Vγ si
+
ideal
si
V BE ≤ V BEon
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
Datos: V2=7V; R1=1kΩ;
R2=2kΩ; R3=3kΩ.
E
y V CE
C
B
VBEsatE
A
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
S
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
G
VT < 0
S
V GS ≥ V T
y
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
2
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
S
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
S
D
VT > 0
D
G
Figura 2
1
V GS ≤ V T
si
≥ V CEsat
si
VCEsat
IB
D
IB ≥ 0
si
B
VBEact
G
S
C
βIB
si
G
E
B
R3
Vγ
D
B
E
IB
Rx
Id
Vγ
Vd -
C
B
R1
+
D
C
Figura 1
2.- En el circuito de la Figura 2:
a) Calcula el valor de la resistencia Rx sabiendo que I = 1mA.
b) Calcula y dibuja los correspondientes circuitos equivalentes Thevenin y Norton desde los terminales
marcados como A(+) y B(-).
(2 puntos)
-
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
1º Curso Grupo A.
Examen convocatoria de Junio. Curso 08/09. Málaga 10-6-2009.
1.- El circuito de la Figura 1 se ha probado en el laboratorio y se han realizado las medias que se muestran
en la tabla:
VAC = 2V
3.- Para el circuito NMOS de la Figura 3:
a) Calcular el valor de la tensión de salida vo, la corriente suministrada por la fuente VDD y la potencia
disipada en el transistor MN, para Vi = 7V.
b) Calcular el valor de la tensión de salida vo, la corriente suministrada por la fuente VDD y la potencia
disipada en la resistencia RD, para Vi = 0V.
Justifica la respuesta en cada caso, verificando el estado de conducción que se supone para los
diferentes dispositivos semiconductores.
(3 puntos)
VDD
VBC = 5V
A partir de estos datos:
a) Determina el valor de la corriente ID e I3 según la polaridad indicada en la Figura 1.
b) Determina también el valor de las fuentes independientes V1 y V2.
c) Calcula la potencia consumida por el circuito, e indica qué elementos la proporcionan. (1.5 puntos)
R3
I2
R4=1kΩ; R5=1kΩ.
I5
I4
RG
V2
R4
Vγ = 0.7V
En el diseño de la Figura2(c) se utilizan dos inversores idénticos al del la Figura2(a). Determina en
dicho circuito el valor de las tensiones vo1 y vo2. Justifica la respuesta verificando el estado de
conducción que se supone para los diferentes dispositivos semiconductores.
(2.5 puntos)
4.- Cita al menos tres tipos diferentes de diodos. Dibuja el simbolo que los representa como elementos de
circuito, e indica cuáles son sus principales rasgos distintivos, tanto en su estructura física como en su
comportamiento como elementos de circuito.
(0.75 puntos)
5.- Describe y caracteriza las diferentes componentes de la corriente eléctrica que puede circular en un
material semiconductor.
(0.75 puntos)
6.- Dibuja el esquema básico de un inversor CMOS y explica su funcionamiento indicando el estado de
conducción de los transistores que lo forman en cada uno de sus dos estados lógicos posibles. Indica
además cuáles son sus principales ventajas frente a los inversores de la familia NMOS.
(0.75 puntos)
7.- Describe brévemente la celda básica de las memorias RAM estática NMOS. Ilustra cómo se lee y cómo
se escribe una memoria RAM estática NMOS.
(0,75 puntos)
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán publicados el
próximo 19 de Junio en los tablones oficiales del centro y en la asignatura del campus virtual.
FORMULARIO:
Vd
+
VCC
VBEact = VBEon= VBEsat
RB
1
+
+
Vin
Q
+
va
vo
VOH=VDD
Id
Rc
R
_
_
D
-
+
Id
Vγ
B
vi
VIH=
VIL=VBEON
R
BB
V = ------------ ( V
–V
)+V
A
DD
CESAT
B EON
βR
C
Figura 2(b)
Id
Vd -
si
Vγ si
+
ideal
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
D
si
B
E
V BE ≤ V BEon
_
βIB
DATOS
B
VBEON
R = RB
E
B
VBEONE
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
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Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
Figura 2(c)
D
IB ≥ 0
y V CE
C
Vγ = 1.2V
VT > 0
G
V GS ≤ V T
S
D
S
C
IB
si
G
E
Vin = 0V
VOL=VCESAT
Vγ
C
si
Figura 2(a)
Vd -
D
C
+
vo2
vo
_
2
vo1
Vγ = 1.2 V
-
2.- En el laboratorio se han medido los niveles lógicos del inversor RTL de la Figura2(a) siguiendo el
esquema de la característica de transferencia (curva vo(va)) que se esboza en la Figura 2(b) y que se ha
obtenido a partir del modelo de transistor BJT proporcionado en el Formulario. Los resultados de dichas
medidas se recogen la tabla:
VIH = 0,912V VIL= 0,622V VOH= 3V VOL= 0,1V
R B / RC = 5
+
vO
RG = 1MΩ
βMN= 100 μA/V2
Figura 3
C
DATOS
VCC = 3 V
MN
Vi
R1=1kΩ; R2=1kΩ;R3=2kΩ;
R5
B
ID
R2
Figura 1
RD
Datos:
D
A
I1
V1
VDD = 7 V
RD = 10kΩ
VTN = 1 V
I3
R1
DATOS
G
y
S
D
S
VT < 0
S
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
G
2
β
I D = --- ( V GS – V T )
2
si V
GS ≥ V T
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
1º Curso Grupo A.
Examen convocatoria de Septiembre. Curso 08/09. Málaga 2 - 9 - 2009.
1.- Se desea que la tensión de salida vo del circuito de la Figura 1, sea 1.7V. Analiza dicho circuito y
determina, justificando adecuadamente la respuesta:
a) El valor que ha de tomar la tensión de entrada vi.
b) La potencia que va a aportar cada una de las fuentes independientes Vcc y vi.
c) La potencia que van a consumir el diodo D y el transistor Q.
(3 puntos)
VCC
RC
RB1
RL
RB
Q
vi
+
vo
D
RB2
_
Datos:
VCC = 5V
RB=10kΩ;
RB1=100kΩ;
RB2=100kΩ;
RC=1.1kΩ;
RL=1kΩ.
D:
Vγ = 0.7V
Q:
VBEact = VBEon= VBEsat = 0.7V
VCEsat = 0.2V
β = 100
Figura 1
2.- En el circuito de la Figura 2, calcula los valores de tensión a la salida (Vo) y el consumo de potencia,
para cada uno de los valores de entrada Vi = 5V y Vi = 0V. Probar en cada caso cuál es el estado de
conducción de todos los dispositivos semiconductores. (Considerar el modelo tensión umbral para el
3.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué representa el parámetro movilidad de un portador de carga eléctrica en un material y cuál es su
dependencia con la temperatura? Justifica adecuadamente la respuesta.
b) ¿Qué componente de la corriente eléctrica en los semiconductores es la que predomina en una unión
P-N polarizada en directo? Justifica la respuesta.
(1 punto)
4.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) Explica con la ayuda de un esquema las principales características de la estructura física de un
transistor PNP.
b) ¿Qué es un transistor Schottky? Cita alguna de sus principales características y aplicaciones.
(1 punto)
5.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) Explica con la ayuda de un esquema la estructura física de un transistor PMOS de acumulación.
Muestra también mediante un dibujo y explica, cuál es la situación en el canal cuando dicho
transistor entra en saturación.
b) Dibuja el esquema del circuito correspondiente a un inversor básico de la familia lógica CMOS.
Explica su funcionamiento para cada uno de sus dos estados lógicos posibles, indicando los valores
de tensión esperados en el terminal de salida, el estado de conducción de los transistores que lo
forman y el consumo de potencia. Indica además cuáles son sus principales ventajas frente a los
inversores de la familia NMOS.
(1 punto)
6.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:
a) Cuáles son las principales semejanzas y diferencias entre los sistemas que representan los términos
RAM estática y RAM dinámica.
b) Dibuja el esquema y describe brevemente el circuito electrónico que conforma la celda básica de la
memoria RAM estática NMOS. Ilustra su funcionamiento indicando cómo se selecciona una celda, y
cómo se lee y se escribe en ella cada uno de los valores lógicos.
(1 punto)
Nota: Las calificaciones, así como el día, lugar y hora de la revisión del examen, serán publicados el
próximo 15 de Septiembre en los tablones oficiales del centro y en la asignatura del campus
virtual.
FORMULARIO:
Vd
-
+
Id
diodo LED).
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
Vd -
+
ideal
si
Vγ si
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
(3 puntos)
D
C
B
VDD
DATOS
si
B
E
VDD = 5 V
Vi
R
Mn
βIB
B
VBEON
VTn = 1 V
VTp = 1.5 V
βMp = 20 μA/V2
E
y V CE
C
B
Figura 2
VBEONE
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
βMn = 75 μA/V2
D
IB ≥ 0
si
IB
si
G
VT > 0
G
V GS ≤ V T
S
D
S
C
Vγ= 1.25V
+
Vo
_
V BE ≤ V BEon
E
R = 100kΩ
Mp
D
C
si
G
S
D
S
VT < 0
S
V GS ≥ V T
y V
DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
2
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
1º Curso Grupo A.
Examen convocatoria de Junio. Curso 09/10.
Málaga 9-6-2010.
1.-Responde de forma justificada a las siguientes cuestiones:
a) Indica cuáles son los principales parámetros que se utilizan para comparar el comportamiento
estático de las diferentes familias lógicas. Explica brevemente qué significa cada uno de ellos.
b) ¿Qué son las bandas de energía en un sólido cristalino y por qué se forman? Explica brevemente en
base a ellas la diferente capacidad de conducción que se aprecia en los cristales aislantes, cristales
conductores y cristales semiconductores. Cita algunos ejemplos de cada uno de dichos materiales.
c) ¿En qué consiste el proceso de generarción-recombinación de huecos y electrónes en un material
semiconductor? ¿A qué se debe este fenómeno? ¿Cuál es su dependencia de la temperatura?
d) Explica la forma de la curva que muestra la dependencia con la temperatura de la concentración de
portadores en un semiconductor extrínseco. ¿Cómo se denomina la zona de temperaturas para la que
se cumple que la concentración de portadores mayoritarios es aproximadamente igual a la
concentración de impurezas?
(1punto)
2.-Responde de forma justificada a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué explica la gran diferencia entre el valor de la intensidad que circula por un diodo de unión P-N
en polarización directa y en polarización inversa?
b) El comportamiento dinámico de un diodo de unión p-n se justifica en base a su capacidad de
deplexión Cdep y su capacidad de difusión Cd.
i) Explica brevemente qué son estas capacidades y cómo influyen en el comportamiento dinámico
del diodo.
ii)Describe brevemente el modelo dinámico de circuito para el diodo.
c) Explica brevemente, y con la ayuda de un esquema, las principales características de la estructura
física de los transistores bipolares pnp, y npn.
d) Dibuja el esquema del inversor y la puerta NOR de la familia RTL y describe brevemente su
funcionamiento en términos de las zonas de operación de los transistores bipolares que los constituye.
Explica cuál es la causa de la limitación en la conexión de puertas lógicas a la salida de una dada en la
famila RTL y la condición que permite calcular dicho límite.
(1 punto)
3.- Responde de forma justificada a las siguientes cuestiones:
a) Describe con la ayuda de un esquema y explica brevemente la estructura física de un transistor MOS
de enriquecimiento o acumulación. Indica también sus tipologías y sus principales rasgos
característicos.
b) Cita alguna de las ventajas e inconvenientes de las familias lógicas MOS frente a las familias lógicas
bipolares.
c) Dibuja y describe el esquema básico de una memoria ROM y de una memoria RAM, de lectura y
escritura (R/W memory). Explicar brevemente cúales son las principales semejanzas y diferencias
entre los sistemas que representan los términos ROM, RAM estática y RAM dinámica.
(2 puntos)
4.- Para los circuitos de la Figura 1:
a) Obtén la expresión matemática en cada uno de sus tramos y representa gráficamente la característica
de transferencia entrada-salida del inversor de la Figura 1(b).
b) Determina sus niveles lógicos, su margen de ruido y compáralos con los de la familia lógica ideal.
c) Determina su consumo estático para Vi = 0 y para Vi = 5V.
d) Para el circuito de la Figura 1(c), teniendo en cuenta las implementaciones de las puertas dadas en las
Figuras 1(a) y 1(b), calcula n, esto es, el número máximo de inversores de tipo B que pueden
conectarse a una puerta OR de tipo A. Como límite, tomar la condición de que Qo en los inversores B
salga de su región de corte. ¿Por qué es peligroso que Qo salga de corte?
a
b
A
o
i B
Vcc=5V
o
vi
Vo
Va
B
Rc=6KΩ
vo
Qo
Ri=10KΩ
0
0
Vγ=0.7V
Ro =0.1KΩ
B
A
Rb=10KΩ
Vb
n
Vγ = 0.4V
β=30 VCEsat = 0.2V
VBEact = VBEon= VBEsat = 0.7V
B
(c)
(b)
(a)
Figura 1
Nota: Probar que los dispositivos trabajan en las regiones que se suponen.
(3 puntos)
5.-En el circuito de la Figura 2 calcula el valor de la tensión de salida Vo y el comsumo de potencia para los
valores de entrada siguientes:
a) Vi = 0V
b) Vi = VDD
c) Vi = VSS
(3 puntos)
VDD
MN
+
Vi
-
DATOS
VDD=5V
D1
RD1
MP
RD1=20KΩ
D2
RD2
VSS
VSS= -5V
+
VO
-
RD2=20KΩ
VγD1=1.25V VγD2=1.25V
VTMn = VTMp=1V
βMn= 50μA/V2
βMp=50μA/V2
Figura 2
Nota: En cada uno de los apartados anteriores, indica y justifica adecuadamente el estado de conducción
de todos los dispositivos semiconductores. Utiliza para los diodos el modelo tensión umbral.
1
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
OCW- Universidad de Málaga http://ocw.uma.es
Bajo licencia Creative Commons Attribution-Non-Comercial-ShareAlike
2
FORMULARIO:
Vd
+
Id
-
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
Vd -
si
Vγ si
+
ideal
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
D
C
D
C
B
si
B
E
V BE ≤ V BEon
C
B
VBEON
E
y V CE
C
B
VBEONE
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
D
IB ≥ 0
si
βIB
V GS ≤ V T
S
D
S
E
IB
si
G
VT > 0
G
G
y
S
D
S
VT < 0
S
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
si V
GS ≥ V T
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
3
Navas González, R.
(2010). Dispositivos Electrónicos. Enunciados de examen de cursos anteriores
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DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.
INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS.
1º Curso Grupo A.
Examen convocatoria de Septiermbre. Curso 09/10.
Málaga 21-09-2010
1.- Responde de forma justificada a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuáles son los principales factores que permiten caracterizar el comportamiento dinámico de una
puerta lógica?
b) ¿Por qué se diferencia entre consumo estático y dinámico al estudiar el consumo eléctrico de una
familia lógica?
1L
c) La resistencia es una propiedad de los materiales que puede expresarse como R = --- --- , donde σ
σA
hace referencia la conductividad del material, L a su longitud y A al área de su sección transversal.
Además, la resistencia de un material depende de la temperatura. ¿Cuál es la causa de esta
dependencia? ¿Cómo influye un pequeño incremento de temperatura sobre el valor nominal de la
resistencia R a una temperatura de referencia dada? ¿Qué parámetro caracteriza a esta dependencia?
10
d) Para el silicio a temperatura ambiente (25ºC) n i = 10 cm
–3
. ¿Cuánto valen las concentraciones de
electrones libres y huecos en el silicio intrínseco? ¿Y en silicio dopado con 1015 átomos de fósforo
por cm3?, ¿Y en silicio dopado con 1016 átomos de Galio por cm3?. Indicar que tipo de
semiconductor se tendrá en cada caso.
(1 punto)
2.- Responde a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cómo podrías justificar la dependencia con la temperatura de la corriente inversa de saturación de
un diodo?
b) ¿Qué es un diodo Zener?. Cuáles son sus principales características. Cita alguna de sus principales
aplicaciones. Describe y justifica el modelo básico empleado en el análisis de circuitos.
c) Esboza y describe brevemente las curvas que caracterizan el comportamiento de un transistor bipolar
en configuración emisor común. Señala sobre ellas las diferentes regiones de trabajo y las
condiciones que las determinan en su correspondiente modelo.
d) Dibuja el esquema del inversor y la puerta NAND de la familia DTL y describe brevemente su
funcionamiento en términos de las zonas de operación de los transistores bipolares que los constituye.
Indicar cuáles resultan ser sus características más débiles.
(1 punto)
3.- Responde de forma justificada a las siguientes cuestiones:
a) Describe con la ayuda de un esquema y explica brevemente la estructura física de un transistor MOS
de enriquecimiento o acumulación. ¿Cuál es la principal característica que diferencia a un transistor
MOS de enriquecimiento de otro de empobrecimiento?
b) Justifica la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
i) "Cuando funciona en su región de saturación el transistor MOSFET se comporta como un amplificador de
4.-Para los circuitos de las Figura 1:
a) Obtén la expresión matemática en cada uno de sus tramos, y representa gráficamente, la
característica de transferencia entrada-salida del inversor de la Figura 1(b).
b) Determina sus niveles lógicos, su margen de ruido y compáralos con los de la familia logica ideal.
c) Determina su consumo estático para Vi = 0 y para Vi = 5V.
d) Para el circuito de la Figura 1(c), teniendo en cuenta las implementaciones de las puertas dadas en las
Figuras 1(a) y 1(b), calcula n, esto es, el número máximo de inversores de tipo B que pueden
conectarse a una puerta AND de tipo A. Como límite, tomar la condición de que Qo en los inversores
B salga de saturación. ¿Por qué es peligroso que Qo salga de saturación?
a
b
Vcc=5V
A
i B
Vcc=5V
o
R=1KΩ
Va
Vγ=0.7V
vi
Vo
vo
1
1
Qo
Ri=10KΩ
Vb
B
Rc=6KΩ
o
A
B
n
Rb=10KΩ
Vγ=0.7V
(a)
B
(c)
β=30 VCEsat = 0.2V
VBEact = VBEon= VBEsat = 0.7V
(b)
Figura 1
Nota: Probar que los dispositivos trabajan en las regiones que se suponen.
(3 puntos)
5.-El circuito electrónico cuyo esquema se muestra en la Figura 2b es una realización con transistores BJT
y MOSFET del sistema electrónico digital de la Figura 2a. Este esquema corresponde a un interfaz
entre dos sistemas digitales, uno de los cuales está realizado con lógica con lógica CMOS y el otro con
lógica DTL, y donde el diodo LED es utilizado como testigo de la transmisión de información.
a) Analiza el circuito y calcula los valores de tensión señalados como VA y VO, así como el consumo de
potencia para cada uno de los dos valores de tensión a la de entrada: Vi = VDD y Vi = 0V.
b) Determina el rango de valores de tensión de entrada Vi para los que el diodo LED está iluminado.
Nota: En cada uno de los apartados anteriores, y en cada caso, indica y justifica adecuadamente el
estado de conducción de todos los dispositivos semiconductores. Utiliza para los diodos el modelo
tensión umbral.
(3 puntos)
DATOS
VDD=5V
+
+
Vi
D
RB=100KΩ RC=4KΩ RD=25KΩ
VγDL=1.25V VγD=0.55V βQ=100
VO
_
_
VBEact=VBEon=VBEsat=0.7V VCEsat=0.2V
VDD
a)
M2
transconductancia"
ii) "En conmutación un transistor bipolar funciona en su región de corte o en su región lineal u óhmica"
c) Dibuja un esquema y describe brevemente la celda básica de las memorias RAM estática NMOS.
Ilustra cómo se lee y escribe una memoria RAM estática NMOS.
(2 puntos)
_
b)
RD
M1
βM1= 20μA/V2
β =80μA/V2
RC
M2
DL
D
+
Vi
VTM1 = VTM2=1.5V
+
VA
_
RB
Q
+
VO
_
Figura 2
1
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2
FORMULARIO:
Vd
+
Id
-
+
Id
Vγ
Vd -
Vγ
Id
+
ideal
si
Vγ si
Vd -
Id ≥ 0
Vd ≤ 0
D
C
D
C
B
si
B
E
V BE ≤ V BEon
C
B
VBEON
E
y V CE
C
B
VBEONE
≥ V CEsat
si
IB ≥ 0
y
βI B ≥ I C
VCEsat
IB
D
IB ≥ 0
si
βIB
V GS ≤ V T
S
D
S
E
IB
si
G
VT > 0
G
G
y
S
D
S
VT < 0
S
V DS ≥ V GS – V T
2
V DS
I D = β ( V GS – V T )V DS – --------2
si
G
G
β
2
I D = --- ( V GS – V T )
2
si V
GS ≥ V T
V GS ≥ V T
y V
DS ≤ V GS – V T
3
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