Transistores BJT - pmarquezsistelca

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO “LUIS CABALLERO MEJÍAS”
1
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
PROF. PEDRO J. MÁRQUEZ ARIAS
1.-Determine el valor mínimo de RL para obtener un voltaje vo(t)>=2.5 voltios, si Vs es una señal
cuadrada de 5 voltios pico (f=1kHz), Vcc=10 voltios y β=100.
Vcc
1k
RC
vo(t)
RB
RL
Q
1k
+
Vs
-
0
0
0
2.-Determine la gráfica de vo(t) si Vs es una señal triangular de amplitud 5 voltios-pico (f=1kHz),
Vcc=5 voltios y β=100. Señale todos los puntos de interés.
Vcc
1k
RC
vo(t)
RB
Q
50k
+
-
Vs
0
0
3.-El análisis de beta infinita es una técnica que ayuda a estimar los puntos de operación de los
transistores bipolares, especialmente para aquellos circuitos integrados que son difíciles de
analizar “a mano”. Ésta técnica hace las siguientes suposiciones para cada transistor: 1)VBE=0.7
voltios y 2)IE=IC. Utilizando el análisis de beta infinita determine el punto de trabajo de cada
transistor.
+12V
0.5mA
2mA
3k
0.25mA
Q1
Q2
3k
3k
4k
5k
2k
-9V
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4.-Diseñe un circuito que genere la señal v(t) mostrada (Vm=5 voltios, T=16.66 mseg. y β=100).
v(t)
T
Vm
t
5.-El circuito mostrado produce una tensión VBB=mVBE donde “m” es un factor de escala
independiente de la temperatura. Para el circuito mostrado demuestre que VBB=mVBE y determine
el valor de “m”, si VBE/R2>>>>>IB.
IBB
+
R1
VBB
IB
Q
R2
-
6.-Determine la Máxima Excursión Simétrica, Av=vo/vs y Ri (hfe=400).
+ 30V
RC
13k
CL → ∞
vo(t)
Cs → ∞
Rs
Q
0.6k
100k
+
R
R E1
1 .8 k
0
vs ( t )
-
0
Ri
RL
5k
R E2
1 .8 k
0
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7.-Determine el punto de operación “Q”, AV=vo/vs; Zi; y la gráfica de vo(t), si vs(t)=0.02 sen wt
voltios.
VCC=20 v oltios
5k
106k
CL
D
v o(t)
CS
Q
0.5k
5k
hfe=150
Zi
v s(t)
42k
0
CE
2.5k
0
0
0
0
8.-Determine las tensiones de los nodos 6 y 10, cuando los nodos 3 y 4 están a tierra.
+15V
6
Q1
Q2
Q3
3
Q4
Q5
4
Q6
10
19uA
Q7
Q8
-15V
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9.-Determine la gráfica de vc(t) y vCE1(t), indique todos los puntos de interés (considere: vc(t=0)=0
voltios, VCESAT1= VCESAT2=0 voltios, β1=β2=150, T=16.66 mseg. y Δt=T/2).
Δ t
vs( t)
+
3 2 .5 7 k
1k
5 V
1 6 .5V
-
Q1
0
T
1 4 .4 5 k
Q2
C
0 .1 k
16μ
+
vs( t)
-
0
0
0
0
10.-Determine VE, I, VC1, VC2, IC1 E IC2. Asuma Vcc=5 voltios.
+VCC
R
I
2k
VE
Q1
Q2
VC1
0
VC2
RE1
0.5Vdc
RE2
0
2k
2k
-VCC
11.-En el circuito mostrado, determine ICQ2, IBQ2, VCQ2, ICQ1. Asuma β1=β2=100, VCESAT=0 voltios y
VBE=0.7 voltios.
R b1
1k
R e
1k
Q 2
+
R b2
1k
10V
R a
-
Q 1
+
0 .1 K
V i
2 .7 V
-
0
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V cc
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12.-Determine Io y VBB, si Vz=4.7 voltios, VCC=+10 voltios
13.-Determine la(s) zona(s) de trabajo del transistor Q1, indique todos los puntos de interés
(considere: vc(t=0)=0 voltios, VCESAT1= VCESAT2=0 voltios, β1=β2=100, T=16.66 mseg. y Δt=0.4
mseg.). Justifique su respuesta.
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14.-Tomando en cuenta las curvas características de salida de un transistor NPN en configuración
de emisor común y considerando el circuito mostrado, determine la forma de onda de vo(t) si la
señal de entrada tiene forma senosoidal. Asuma: β=100, 2Rf<<<<<39k y V ϕ ≠ 0 voltios.
VCC=15V
RC
V1
VAMPL = 12Vrms
0
D1
D2
D3
D4
10k
Q1
R3
39k
0
15.-Determine Vz1 y R, si VCEQ1=3.57 voltios, IZ1=4.5 mA, Vz2=2.5 voltios, R7→∞ y β1=β2=150
+20V
R3
R1
20k
1.5k
Q1
R
R6
D2
Q2
0.6k
R4
R2
0.5k
2.25k
R7
D1
0
0
0
16.-Determine el valor de R1 de manera que en DC el voltaje VE2 sea igual a 0 voltios. Suponga
β1=β2=100 y VCC=±20 voltios
+VCC
R1
R4
Q2
10k
Q1
VE2
v s(t)
.
R2
R3
1k
1k
0
-VCC
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17.-Dado el circuito y la señal vi(t) mostrados, determine la gráfica de ic(t). Considere β=100.
VCC=30V
vi(t)
ic(t)
RB1
20k
RS
R3
vi(t)
RC
2k
+10V
Q1
10k
20k
RB2
10k
0
3T/4
RE
1k
T
0
18.-Determine la gráfica de vo(t), si vs(t) es una señal cuadrada de 2.75 voltios pico (f=1kHz),
Vcc=±12 voltios y β=256.
+VCC
R3
2.2k
vs(t)
v o(t)
R1
Q
15k
v s(t)
+2.75V
R2
100k
-VCC
0
0
T/2
t
T
19.-Detemine: Vz, ICQ, VCEQ, R1, RC, AV=vo/vs, Zi.
R1
D4
117 Vrms
0
D3
D2
Rp
0.1k
D1
0.5k
Vz
CL
v o(t)
V
R2
0
Zi
0
RL
0.5k
RE
15.29k
v s(t)
0
VA
Q
Dz
C
0
CS
RC
CE
1k
0
0
0
Si β=400, C=2mf, V=10.7 voltios, VA=15 voltios, N1=750000, N2=100000, IZK=10 mA, f=60Hz.
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20.-Se tiene un grupo de generadores que serán conectados (NO SIMULTÁNEAMENTE) a un
amplificador con el fin de obtener un voltaje de salida mayor o igual a 2.5 voltios. Las
características de los generadores y de los transistores disponibles son: (RL=2 kΩ)
GENERADOR
A
B
C
D
Rs (kΩ)
0.1
0.5
0.8
0.4
vs (mvolts-pico)
20
100
40
80
TRANSISTOR
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
hfe (TÍPICO)
100
80
500
150
200
350
Diseñe el mejor y más económico amplificador. JUSTIFIQUE su diseño.
21.-Determine IC1=f(V1,VBE1,VBE2,RB,RE,β,ICBO).
VCC
RC
Q1
RB
RE
R
VCC
V1
V2
Q2
0
0
22.-Detemine: VCEQ, ICQ, Zi, AV=vo/vs,.
VCC=+20 voltios
4.3k
0.6k
CS
CL
Q
vo(t)
8.2k
10k
VCC
vs(t)
1k
CB
1.5k
Zi
0
0
0
0
β=150
0
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23.-Diseñe un amplificador que cumpla con las especificaciones señaladas:
a) AV=
200;
5 Ω; hfe=400; Rs=0.5 kΩ; RL=5 kΩ (AC).
b) Vcc=-30 voltios; M.E.S.=20 Vpp; hfe=100; 0
hfe=100; RL=20 kΩ (AC).
|
|
100; Rs=0.5 kΩ;
10 Ω;
c) Av= -380; M.E.S.=14 Vpp; hfe=350; Rs=0 Ω.
d) AV= 100; Rs=0.6 kΩ; hfe=100; RL=5 kΩ (AC).
e) AV= 380; M.E.S.=14 Vpp; Rs=0.6 kΩ; hfe=350.
f)
hfe=150; vo(t)=5 Vpico; Rs≠0 Ω ; RL=5 kΩ (AC).
g) AV
100; hfe=150; RL=5 kΩ (AC); vL=10 Vpp; Rs=0.6 kΩ.
h) Vcc=9 voltios; RL=0.47 kΩ (AC); iL=0.1mApico; AI=-60; hfe=120.
i)
AV= 380; hfe=350; M.E.S.=14 Vpp; Rs=0 Ω.
j)
M.E.S.=2 Vpp; Rs=0.5 kΩ; RL=5 kΩ (AC); β=100; ¿AV=vo/vs?.
k) VCEQ=5 voltios; ICQ=10mA; hfe=350; AV= 280; Rs=0 Ω; Vcc=25 voltios; RL≠0 Ω (AC).
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24.-Determine el punto de operación “Q” y los voltajes vo1(t) y vo2(t), si vs(t)=3 cos 5000t mvoltios.
VCC=30 voltios
8k
215k
CL1
vo1(t)
CS
Q
5k
β=300
CL2
vo2(t)
0.5k
77k
vs(t)
3.5k
0
0
4k
0
25.-Determine VCEQ, ICQ. Adicionalmente, demuestre que
0
0
||
donde Av=vo/vb
VCC=20 voltios
20k
CS
vb
Q
β=50
R3
CL
Rs
vo(t)
100k
1k
vs(t)
0
10k
Zi
0
0
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26.-Determine: M.E.S.; AV=vo/vs; Zi.
VCC=30 voltios
13k
CL
vo(t)
CS
Q
5k
β=400
0.6k
100k
0
1.8k
vs(t)
0
1.8k
Zi
0
27.-Determine: AV=vo/vs; Zi; Q(VCE, IC).
VCC
RC
R1
CL
vo(t)
CS
Q
RL
Rs
R2
vs(t)
0
RE
R
0
Zi
0
D
0
V
0
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28.-Determine: Q(VCE, IC); AV=vo/vs.
VCC=25 v oltios
4.3k
8.2k
CL
v o(t)
Q
10k
hfe=100
CB
1.5k
0
CS
0
0
0.6k
v s(t)
1k
0
0
29.-Determine AV=vo/vs.
VCC
RC
R
CL
v o(t)
CS
Q
Rs
D
v s(t)
0
RL
RE
0
0
0
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30.-Determine el punto de operación “Q”, V1, V2 y la gráfica de vo(t), todas las resistencias están
en ohms a menos que se especifique lo contrario.
VCC=20 v oltios
100
3.32k
hfe=100
30
V2
100
V1
Q
Dz
D
9.1 v oltios
23.7
D1
44.2
75
D2
100
D3
75
D4
0
D5
2.7k
0
0
30
392
1.33k
3.24k
v o(t)
523
vs(t)
v s(t)
T
4V
0
t
31.-Para el circuito mostrado: a)Estime el punto de operación de cada transistor. b)Reemplace el
modelo equivalente correspondiente (activa, saturación o corte) para cada transistor y calcule los
valores de IB1, IC1, IB2, IL y VL. c)Con los resultados obtenidos compruebe sus estimaciones en
el apartado a. Asuma β1=β2=100, VCC=5 voltios.
+VCC
C
VCE
RC
1k
ACTIVA
VBE
B
RB1
+10v oltios
1k
E
Q1
C
VBE
RL
B
SATURACIÓN
1k
E
C
RB2
1k
Q2
CORTE
B
0
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32.-La señal mostrada es la representación aproximada de una señal de T.V. (sincronismo
horizontal y video) y será utilizada para generar una señal diente de sierra para un televisor con
una pantalla de 20 pulgadas diagonales, la relación de los lados es ¾. La señal diente de sierra
producirá una deflexión desde el centro de la pantalla hasta el extremo derecho y se requiere de
0.26 voltios para desplazar el haz luminoso un (1) centímetro.
T=63.5 μseg
v(t)
+5V
t (μseg)
33.-A partir de la fuente de corriente mostrada, determine Ro, si hre=0 y hoe≠0.
I
Ro
Q
R2
R1
RE
0
-VEE
34.-Determine la gráfica de vo(t), β=150. Indique todos los puntos de interés.
v o(t)
R2
+10 V
1k
R1
1k
vs(t)
Q1
RE
v s(t)
0
C
1u
10 V
1k
0
0
5 mseg.
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t
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35.-Determine la gráfica de vc(t), si VCC=±16.5 voltios, β1=β2=β3=150, vc(t=0)=0 voltios, T=8.33
mseg y ∆T<<<<<<<<<T. Indique todos los puntos de interés.
VCC
∆T
vs(t)
R4
R2
T
1k
32.57k
5V
Q3
R3
37k
t
0
Q2
R1
Dz
R5
Q1
0.1k
R6
1k
C
0.78k
Vz=8.7 V
16u
v s(t)
0
0
0
-VCC
0
36.-Determine los puntos de operación Q1 y Q2 si β1=β2=256.
+20 V
R3
1k
R1
1k
Q1
R4
5Vdc
Q2
1k
0
R2
R5
1meg
5Vdc
0
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1k
0
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37.-Determine la gráfica de vc(t), si VCC=10 voltios, β1=β2=β3=150, vc(t=0)=0 voltios, T=16.66
mseg y ∆T<<<<<<<<<T. Indique todos los puntos de interés.
VCC
∆T
vs(t)
T
5V
Q2
Q1
vc(t)
t
R3
R1
C
1.6k
Q3
.1k
25u
vs(t)
0
0
0
0
38.-Determine el punto de trabajo Q, si β=150.
V1
10Vdc
R1
R3
106k
5k
Q
0
R2
V2
42k
R4
2.5k
10Vdc
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39.-Determine el punto de trabajo Q, si β=150 y VCC=30 voltios y Vx=28 voltios. Suponga un
modelo cuasi-real para los diodos.
VCC
Vx
R3
22k
R1
2.2k
R4
.25k
Q
D1
D2
R5
R2
4.7k
0.1k
R6
0.15k
0
0
40.-Usando los circuitos equivalentes para transistores propuestos en el ejercicio 31 (justifique su
selección), determine la gráfica del voltaje vo(t). Indique todos los puntos de interés. Si vs(t) es un
señal cuadrada de 5 voltios-pico y una frecuencia de 1 Hz., β1=β2=100 y VCC=5 voltios.
+VCC
R2
R3
10k
10k
Rb
Q1
v o(t)
0.1k
Q2
C
v s(t)
.22u
R4
0
0.33k
0
0
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41.-Usando los circuitos equivalentes para transistores (transistor PNP) propuestos en el ejercicio
31 (justifique su selección), determine la gráfica del voltaje vc(t). Indique todos los puntos de
interés. Si vs(t) es un señal cuadrada de 5 voltios-pico y una frecuencia de 1 kHz., β1=β2=100 y
VEE=18 voltios.
VEE
R3
R1
10k
1k
Q
v c(t)
R2
v s(t)
2k
C1
1u
.
0
0
0
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