Cartilla de problemas de ELECTRONICA I

1
Cartilla de problemas de ELECTRONICA I
1º cuatrimestre 2016
Tema 1
1- En el circuito de la figura, calcule:
a) La ganancia de tensión Vo /VS.
b) La máxima tensión de entrada que no produzca
distorsión a la salida.
c) Especifique las 4 características mas importantes del
amplificador operacional ideal. Dibuje su modelo.
d) Si el amplificador operacional está alimentado por una
fuente de ±12V, ¿Cuál es la máxima excursión de la
tensión de salida sin distorsionar?
4R
R
VS
+15V
-
VO
+
VB B
0,6 V
-15 V
R
2R
12R
VS
+V c c
+
VO
-V cc
R
P ro ble m a 1
2 - En el circuito de la figura, calcule:
a) La expresión de la tensión de salida en función de v s (t) y de
VBB
b) La máxima tensión de entrada que no produzca distorsión a
la salida.
P r ob lem a 2
4R
R
VS
3 - En el circuito de la figura, calcule:
a) La expresión de la tensión de salida en función de vs (t) y de
VBB
b) La máxima tensión de entrada que no produzca distorsión a la
salida.
-
+10V
+
V BB
1V
VO
-10V
R
R
Problema 3
Problema 4
+VCC
+
VO
VS
R2
R3
-VCC
4 - Cacule la ganancia de tension en dB
Datos: R1= 1K, R2=2K, R3= 1K, R4=10K
R1
R4
AAO-CAI-MGJ
2015
R2
5 - Para el circuito de la figura, calcule:
a) La ganancia de tensión Vo/VS,
b) Los valores de las resistencias para que las ganancia de tensión valga
entre 50 y 100, cuando la resistencia R4 varia entre 5K y 10 K.
Adopte R2/R1= 10
R3
2
R4
R1
+
Vo
VS
Problema 5
6 - Si R1= 1K, R2=27K, V1=6V,
VCC =12V y vS(t)= 20 cos (2 5000t)[mV], para el circuito de la figura:
a) Grafique tensión de entrada y de salida en función del tiempo, indicando
los valores.
b) Determine la máxima tensión de entrada para que la salida no presente
distorsión.
c) Calcule la impedancia de entrada Zi que ve el generador.
R2
R1
+Vcc
-
VS
Vo
+
V1
Problema 6
+
RA
7 - Determine para el circuito de la figura:
a) La conductancia vo/IS
b) La impedancia de entrada Zi que ve el generador IS .
RB
IS
Vo
R3
-
R2
R4
R1
Problema 7
R2
R1
VS
RL
-
Vo
+
RO
Zo
Problema 8
8 - Teniendo en cuenta A = 50.000; RL= 100 y R2/R1= 99;
calcule para el circuito de la figura:
a) Corriente por la resistencia RL
b) Ganancia de tensión en dB
c) Impedancia de salida
R4
R1
9 - Para el circuito de la figura, pruebe que
R3 R4

R2
R1
cuando se cumple que:
+
VS
R4
R3
+
R2
VO 1
Z
+
Problema 10
AAO-CAI-MGJ
VS
R2
lL
ZL
R3
Problema 9
R2
VO2
iL  
VO
-
VS
10 - En el circuito de la figura, calcule:
a) La ganancia de tensión Vo1 /VS,
b) La ganancia de tensión Vo2 /VS
c) La impedancia de entrada Zi
R1
2015
3
11 - En el circuito de la figura, determine:
a) La ganancia de tensión saliendo por V01 (V01 /VS)
b) La ganancia de tensión saliendo por V02 (V02 /VS)
c) La impedancia de entrada siendo:
I) R3=R1; II) R3= 
R3
R2
R2
2R 1
R1
-
VS
-
Vo1
+
Vo2
+
Problema 11
+
-
(a)
VS
-
+
R4
R3
R1
R2
R5
Vo
12 - Calcule:
a) La tensión entre el pto. (a) y masa
b) La ganancia de tensión vo/vs
c) La impedancia de salida
Problema 12
VO
R
RO
+
-
V S1
R1
R
V S2
R
+
-
13 - En el circuito de la figura, calcule:
a) La impedancia que ve el generador VS1
b) La impedancia que ve el generador VS2
c) Si VS1=1V; VCC=±15V; Ro=100Ω; R1=1 KΩ
¿Cual es el máximo valor que puede tener VS2?
Probl ema 13
Z4
Z5
Z1
-
VS
Z3
Z2
Vo
+
Problema 14
14 - Siendo y =1/z, compruebe que la ganancia de transferencia del
circuito es:
Vo
 y1 y3

Vs y3 y4  y5 ( y1  y 2  y3  y4 )
15 - Para el circuito de la figura: a) Encuentre la tensión de
salida en función de v1(t) y v2(t) b) Calcule la impedancia de
salida. c) Si v1(t) = 3 sen (2 1000t)[V] y v2(t) = 3 sen (2
1000t+)[V], calcule la máxima amplitud de la tensión de
salida vo(t).
-
V1
R
VO
+
V2
-
-
R
+
-
+
Problema 15
AAO-CAI-MGJ
R2
+
R1
R
2015
R3
4
16 - En el circuito de la figura, calcule:
a) La corriente por la resistencia RL, en función de la corriente de
entrada.
b) Calcule la impedancia de entrada Zi
c) Considerando que las resistencias tienen una tolerancia del
±10%, calcule el intervalo de variación de la ganancia de corriente.
Datos: R1 = 10 KΩ; R2 = 1 kΩ; RL= 100Ω
17 - En el circuito de la figura, calcule:
a) La ganancia de tensión Vo/VS,
b) Encuentre el desfasaje entre la tensión de salida y la
tensión de entrada en función de R.
c) Encuentre el módulo de la tensión de salida en función de
la frecuencia.
RL
+
iL
R1
IS
R2
R1
R1
-
VS
VO
+
R
RL
C
18- Diseñe un filtro pasa bajo de primer orden, la frecuencia
de corte debe ser 3300 Hz. con una ganancia de 10 veces en la banda de paso. Dibuje el diagrama de
Bode de magnitud y exprese la ganancia en función de la frecuencia, particularizando para ω << ωi , ω
= ωi , ω >> ωi
19- Diseñe un filtro pasa alto de primer orden, la frecuencia de corte debe ser 300 Hz con una ganancia
de 10 dB en la banda de paso. Dibuje diagrama de Bode de magnitud y exprese la ganancia en función
de la frecuencia y particularice para ω << ωi , ω = ωi , ω >> ωi
20- Coloque en cascada los filtros de los problemas 18 y 19
y dibuje el diagrama de Bode del conjunto
VS
Filtro Pasa
Alto
Filtro Pasa
Bajo
VO
b) Invierta la posición de los filtros ¿Qué diferencia hay?
21- Obtenga un filtro pasa-bajo y uno pasa-alto ambos con ganancia 0 dB en la banda de paso y
frecuencias de corte 10 KHz y 100 Hz respectivamente, colocarlos en cascada y obtener el diagrama de
Bode.
22 - En el circuito de la figura, encuentre:
a) Ganancia de tensión en función de la frecuencia. Grafique.
b) Si el circuito está excitado por una señal triangular de 1
22K
2.2K
4.7nF
Vo
+
1K
AAO-CAI-MGJ
KHz, grafique la forma de onda de la tensión de salida y
de entrada.
c) Repita el punto anterior considerando que la señal
triangular es de 40 Kz de frecuencia.
2015
5
3.3nF
a) Ganancia de tensión en función de la frecuencia. Grafique.
b) Si el circuito está excitado por una señal cuadrada de 10
10K
100K
-
KHz, grafique la forma de onda de la tensión de salida y de
entrada.
c) Repita el punto anterior considerando que la señal cuadrada
es de 100 Hz de frecuencia.
R
VS
24.- Para el circuito de la figura, calcule:
a) La corriente por la resistencia RL.
b) La ganancia de tensión AV =Vo/Vs.
Datos del operacional: Zi = 100KΩ; Zo= 0; =10.000;
Otros datos: Vcc= ±12V; RL = 12 KΩ; Ro = 1,2 kΩ; R= 1 KΩ
R
Vo
+
1K
+
R
R
Problema 2
AAO-CAI-MGJ
RO
+
-
23 - En el circuito de la figura, encuentre:
RL
2015
Vo
6
Tema 2
1 - Determinar la tensión media y eficaz que le llega a la carga del circuito de la figura
con la llave abierta .
Calcular la potencia que disipa R con la llave abierta y cerrada.
2 – A) El circuito de la figura 25A se lo excita con las señal de la fig. . Determinar la forma de onda de la salida.
Explique porque a este circuito se lo llama com puerta ‘O’.
d1
Vo
V1
d2
V2
1K
Prob 25A
d1
d2
B)- El circuito de la figura 25B se lo excita con las señales anteriores. Determinar
forma de onda de la salida. Explique porque a este circuito se lo llama
compuerta ‘Y’.
Vo
10V
V1
la
1K
V2
Prob 25B
3- En el circuito de la fig. determinar que lam para se enciende en los
sigguientes casos :
a) Vi = 6v b) Vi = - 6v c) Vi = 6 sen wt d) Vi = 0v ¿Qué aplicación le
este circuito?
daria a
4- Si en el circuito de la fig. la tensión Vi = 10 sen wt dibujar la forma de onda de
la tensión de salida.-
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2015
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5- Si en el circuito de la figura la tensión V1 es una señal senoidal de 16 volts de pico.
Dibujar la form a de onda de la tensión de salida.-
6- Repetir el punto anterior para los circuitos de las siguientes figuras : A, B, C
7- Dibujar forma de onda de salida si la entrada es una onda
cuadrada de 5 volt, luego invertir el diodo y dibujar nuevamente.
8- Se desea diseñar una fuente de alimentación con filtro LC,
que tenga una tensión de salida de 20 Volts sobre la carga, con una corriente de 5 Amperes.
a) Dibuje el circuito.
b) Calcule los componentes, involucrados si se desea que la fuente trabaje siempre a la derecha del
punto crítico.
c) Grafique la tensión de salida en función de la corriente de salida ( EL = f (IL)).
d) Grafique la corriente que circula por los diodos en función del tiempo, para las siguientes
situaciones: i) La fuente trabaje a la derecha del punto crítico, ii) La fuente trabaja a la izquierda de
este punto.
9 - Para la fuente de la figura, y con los datos dados:
a) Encuentre el valor de la inductancia L a usar en el
L
Rs
D
EL
circuito.
b) Calcule la variación de tensión a la salida, si la
C
RL
corriente en la carga varía entre 0,7A y 2A.
Rs
D
c) Calcule la máxima resistencia de carga a conectar.
d) Calcule el valor del capacitor C.
e) Especifique el transformador.
Datos : Rs=1,5  , ELm áx = 14V; r%≤ 0,6%
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10 - Una fuente, idéntica a la del punto anterior, tiene C= 1000F y L= 100 mHy:
a) Encuentre el valor de las resistencias de carga mínima y máxima para que la fuente funcione
correctamente.
b) Trace la gráfica EL = f (IL), determinando por lo menos tres puntos para ello.
c) Calcule el factor de ripple para plena carga.
d) ¿Como afecta a la tensión de salida la variación de la resistencia de carga?
Datos: Trafo: 220V/ 18V+18V, Ief T = 1,2 A; Rs =0,5 ,
11 - En una fuente los diodos son de 1A / 100V y el Transformador es de 220/ 15+ 15V / 2A;
L= 20mHy ;
C= 4700 F y Rs= 0,2. Calcule:
a) La resistencia de carga máxima y la mínima para no dañar los elementos del circuito
b) Calcule el valor de la corriente crítica.
12 - En una fuente con filtro LC, cuyos datos son : Trafo 220/ 18+ 18V / 2A; L= 100mHy;
C = 1000 F, Rs= 0,5:
a) Especifique el transformador para que la fuente entregue una
RS
L
corriente de carga máxima de 1,8 A.
b) Encuentre la resistencia de drenaje (Rd) para que la tensión de
C
salida cambie lo menos posible cuando la corriente de carga
varie de 0 A a 1,8 A
RS
c) Especifique los diodos y encuentre el valor de la mínima
tensión de salida.
13- En una fuente cuyos datos son : Trafo 220/ 12+ 12V / 2A; L= 100mHy ;C = 1000 F;
Rs= 1, calcule:
a) La resistencia de carga máxima y la mínima para trabajar a la derecha del punto critico.
b ) La tensión y corriente de salida para ambos casos del punto (a).
c) Especifique los diodos
14- En una fuente con filtro LC conociendo que la corriente por Rd es de 0,5A:
a) Encuentre la tensión VL mín y corriente de salida IL máx
b) Encuentre la resistencia de carga minima (máxima carga)
c) Calcule el capacitor y la inductancia.
d) Especifique los diodos.
Datos: Trafo: 220/12V+12V /5 A; Rs=0.3
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EL
Rd
RL
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15- a) Diseñe el circuito para que cumpla: E Lmín  12V 0, 5A  I L  2,5 A y r % = 5%
b) Si la tensión de línea Vlínea, varía en ±15%, determine cuantitativamente que sucede con la tensión de
salida Ē L ; con el factor de ripple r % y con la tensión de ripple.
c) Si el capacitor C incrementa su valor, determine que sucede con:
i) la variación de tensión en la carga: mejora, empeora o se mantiene igual. Justifique su respuesta.
ii) la corriente eficaz de transformador: aumenta, disminuye o se mantiene constante. Justifique su
respuesta.
iii) el ripple: aumenta, disminuye o se mantiene constante. Justifique su respuesta.
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Tema 3
1 - Para el circuito de la figura y teniendo en cuenta los siguientes datos:
Vcc=15V; β=100; Vbe =0,5V; R1=22K , R2=6,8K , R3= 1,2 K ,
R4= 560 , C=5F, encuentre:
a) Como varia el punto de polarización Q cuando varia β=150 y β=50
b) Dibuje la recta de carga
c) Determine la máxima señal de salida sin distorsión
R3
Vcc
R1
VO
Q1
CS
VS
R2
R4
2 - Considerando el circuito y la gráfica de la fig encuentre
a) Los elementos del circuito y el punto de polarización.
b) ¿Como cambia el pto, de polarizacion si la tension de fuente varia un 10 %?
Vcc
R1
RC
CO
C1
VS
R2
Q1
VO
RE
CE
3 - En el circuito dado y considerando los siguientes datos: Vcc =12 V;
β=100; R1= 56K , R2= 56K, R3= 1,2 K , RS = 560,
encuentre:
a) El punto de polarización
b) Si  =200, determine que sucede con el punto de polarización
R1
R2
R3
Vcc
C
CS
Q1
VO
RS
VS
RS= 560 
R1=R2= 56 K
R3= 1,2 K
Vcc
RC
R1
4 - Para el circuito de la fig. determine los elementos
del circuito para que el punto de polarización sea :
IcQ 1= IcQ 2 = 2 mA VCE Q2 = 6 volts.
CS
Q1
VS
R2
Q2
RE
Datos :
Vcc= 15 v; 1=β2= 100
AAO-CAI-MGJ
R1
VO
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R2
C2
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R1
5 - En el circuito dado y sabiendo que  1=100,  2=5 Vcc =
15V y Vbe = 0,6V:
a) Encontre los elementos del circuito para que el punto de
polarizacion de Q 2 sea : VCE2 = 6v IC2= 50 mA
b) Escriba la ecuacion exacta de la recta de carga estática (de
c.c.) y a partir de ella dibujarla, marcando los puntos
característicos.
Q1
Vs
R1
Q2
VO
CS
Q1
R4
VS
R3
Q2
V CC
R1
CS
R3
VO
Q1
Vs
Vc c
VO
Q2
R2
6 - En el circuito de la fig 6 encuentre los puntos de polarizacion
de los transistores Q 1 y Q2.
Datos:
Re=560 C s=0.1F
Vcc=12 v Vbe=0.6v
 1 =  2 = 100
R2= 56k
R1=220K R3=2k2
R3
VCC
R4
CS
R2
Re
7- En el circuito de la figura 9 y teniendo en cuenta los siguientes datos:
Vcc = 12V; = 100; Vbe = 0,6V;  =100, R1= 100 K , R2=270  ,
R3= 4,7 K , R4= 470 
a) Encuentre el punto de polarización de los transistores Q1 y Q2
b) Calcule la potencia disipada en el punto estatico.
R2
8- Determine el punto de
funcionamiento de los
Transistores
de
los
siguientes circuitos:
100
4,7K
3K
6V
33K
 =100
5v
15v
 =100
6V
(A)
 =100
470
(B)
12V
12V
(C)
RC
1K
Led
VCC
1 0K
10
AAO-CAI-MGJ
9 - En el circuito propuesto, VCC =15V, VBE =0.6V,  = 300, RC = 12K :
a) Para que valor de α se corta el transistor?
b) Para que valor de α se satura el transistor?
c) Que valor de α permite la máxima excursión de salida?
d) Cuando el transistor está saturado se comporta como llave abierta o
cerrada?.
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Vcc
RC
R1
R1
VO
CS
Q1
VS
Q2
R2
C2
R2
RE
R1
Rc
C2
VCC
Q2
CS
Q1
VO
CO
RS
R2
Re
Vs
10- En el circuito de la figura calcule:
a) Ganancia de tensión
b) Impedancia de entrada
c) Calcule el máximo valor de la tensión de entrada Vs, para
IC2= 50
que la salida no presente distorsión, si VCE2 = 6v
mA
Datos : hfe1=100, hfe2=5; hie 1 = hie 2= 1000Ω; Vcc = 15V y Vbe
= 0,6V
11 - Usando los resultados de TP anterior, calcule para el
circuito de la fig:
a) Ganancia de tensión
b) Impedancia de entrada
c) Impedancia de salida
Datos :
Vcc= 15 v; hfe1= hfe2=100;
hie 1 = hie 2= 1000Ω
Vcc
R3
12 - Para el circuito de la figura y teniendo en cuenta los siguientes datos:
Vcc=15V; β=100; Vbe =0,5V; R1=22K, R2=6,8K, R3= 1,2 K, R4=
560 , C=5F:
a) Calcule la ganancia de tensión en función de  y determine los límites de
la misma para tener una salida sin distorsión.
b) Dibuje la señal de entrada y de salida en función del tiempo, en un mismo
gráfico.
Vcc
R1
R3
R1
R3
C2
CS
VO
Q1
VS
R2
R4
AAO-CAI-MGJ
Q2
C3
R 2 R4
C4
R1
VO
Q1
CS
R2
VS
R4
13- Sabiendo que el rango de funcionamiento del amplificador de la
figura es de 100Hz a 15KHz, calcule los siguientes parámetros:
a) Resistencias R1, R 2, R3, R4
b) Capacitores C1, C2
c) Ganancia de tensión AV=Vo/Vs
Datos: Vbe = 0,6 V;  = 100; hie = 1K; 1/hoe = 100KΩ; hfe = 100,
Vcc=12V
Punto de polarización: ICE= 5mA; VCE= 3V
2015
13
14 - Para el circuito de la figura, calcule:
a) Ganancia de tensión
b) Impedancia de entrada
Datos: hie1 = hie2 = 1KΩ, hfe1= hfe2=100
Vcc
R 2=3K6
R3=10K
RC=2K2
R 1=10K
VO
Q1
Q2
CS
VS
Q2
VCC
R1
CS
R3
Q1
Vs
R2
Re
VO
15 - Usando los resultados de TP anterior, en el circuito de la fig
calcule:
a) Ganancia de tensión y de corriente
b) Impedancia de entrada
c) Impedancia de salida
Datos: hie1 = hie2 = 1KΩ, hfe1= hfe2=100; Vcc=12V; Vbe=0.6V;
Cs=0.1F;  1 =  2 = 100; Re=560, R2= 56K; R1=220K; R3=2K2
16 - En el circuito de la figura y teniendo en cuenta los siguientes
datos:
Vcc = 12V; AB = 300 Hz-33000 Hz; = 100; Vbe = 0,6V; hie
=1K ; hfe =100, R1= 100 K , R2=270  , R3= 4,7 K , R4=
470 
c) Encuentre el punto de polarización de los transistores Q 1 y Q2.
d) Calcule la ganancia de tensión.
e) Calcule el valor del capacitor Cs.
f) Obtenga el máximo valor de la tensión de entrada Vs, para que
la salida no presente distorsión.
g) Calcule la potencia disipada en el punto de trabajo.
h) Calcule las impedancias de entrada y de salida.
AAO-CAI-MGJ
Vcc
R3
R1
Q2
VO
CS
Q1
R4
VS
R2
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