Ejercicios resueltos sobre transistores

Problema 1: Para el circuito que se muestra a continuación realice el análisis DC y calcula la Ganancia de Voltaje.

Análisis DC

Considerando que los condensadores a bajas frecuencias se comportan como un circuito abierto, se obtiene:

Si se sustituye la ecuación 1.1.5 en la ecuación 1.1.1, resulta:

Análisis AC

Considerando que los condensadores se comportan como un corto circuito y la fuente de corriente DC se comporta como un abierto, se obtiene:

Al sustituir el Transisitor Bipolar por su modelo en pequeña señal:

Si suponemos que ro tiende a infinito y aplicamos el teorema de blackesley, resulta:

Finalmente, se obtiene:

Problemas Propuestos:

Problema 1: Para el circuito adjunto se tiene que Q1=Q2, además de que todos los Transistores Bipolares cumplen con las siguientes características:

Problema 2: Demuestre las siguientes afirmaciones:

CAPITULO II

Par Diferencial

Problemas Resueltos:

Problema 1:

Problemas Propuestos:

Problema 1:

Calcular:

• a) Ad

• b) Zid

• c) CMRR

Problema 2: El siguiente amplificador trabaja a frecuencias medias, calcular:

• a) Puntos de Polarización

• b) Av_md, Av_mc, Zin, Zout

Considere que Q1=Q2 y que en todos los transistores se cumple que ß=100, T=300 ºK y Va= 100V.

CAPITULO III

Multietapa

Problemas Resueltos:

Problema 1:

Análisis DC:

Por otro lado, se sabe que:

Luego:

Análisis AC:

Etapa 1: Par diferencial con salida diferencial

Etapa 2: Par diferencial con salida simple

REVISAR ESTE SIGNO

Etapa 3: Colector común, con resistencia y salida por el emisor

Problema 2:

La fuente de corriente que se presenta entre Q6, Q7, Q8 y Q9, es una Fuente de CorrienteWidlar, cuya característica se presenta a continuación:

Se sabe que:

Análisis AC:

Tabla final con los valores AC

REVISAR PROBLEMA NO ME DIO IGUAL A LA MUCHACHA

Problema 3:

Análisis DC

Se tiene que:

Análisis AC

Etapa 1: Par diferencial con salida diferencial

Etapa 2: Par diferencial con salida simple

Problemas Propuestos:

Problema 1:

Problema 2:

Problema 3:

Problema 4:

CAPITULO IV

Realimentación

Problemas Resueltos:

Para cada uno de los problemas que se presentan a continuación calcule:

• a) El punto de Operación de los transistores

• b) La red de retroalimentación

• c) El Tipo de Retroalimentación

• d) Ganancia a lazo abierto

• e) Ganancia de lazo de retroalimentación

• f) La impedancia de entrada y salida, a lazo abierto.

• g) Ganancia a lazo cerrado

• h) Impedancia de entrada y de salida a lazo cerrado

Problema 1:

Circuito Resultante

Al sustituir las ecuaciones 4.1.5 y 4.1.6 en la ecuación 4.1.4, se obtiene:

Problema 2:

Circuito Resultante

Análisis en pequeña señal

Del circuito, se deduce:

Problema 3:

Circuito Resultante

Del circuito, se deduce:

Problema 4:

Respuesta:

Circuito Resultante

Problema 5:

Circuito Resultante

Del circuito, se deduce:

Problema 6: En el siguiente circuito encuentre:

Por otra parte, si se considera las siguientes ecuaciones:

Circuito Resultante

Primera Etapa

Se puede suponer una simetría sin importar la presencia de la resistencia R2 en el colector del transistor Q2, debido a que el valor de la corriente IC en ambos transistores sólo depende del valor del voltaje VBE, tal y como lo indica la fórmula Ic=Is eVbe/VT. Se concluye que se puede aplicar el Teorema de Bisección.

Del circuito se deduce:

Segunda Etapa

Calculo de la Resistencia de Salida:

Calculo de la Ganancia y la Resistencia de Entrada:

Del circuito se deduce:

Finalmente, al unir las dos etapas se tiene:

Del circuito se deduce:

Problema 7: En el circuito mostrado se ilustra un amplificador de retroalimentación serie-paralelo sin detalles del circuito de polarización.

Respuesta:

d)

Análisis DC

Análisis AC

OJO

Problemas Propuestos:

Para cada uno de los problemas que se presentan a continuación, determine:

• a) El punto de Operación de los transistores. Suponer que las corrientes de colector en el punto de operación son=2mA.

• b) La red de retroalimentación

• c) El Tipo de Retroalimentación

• d) Ganancia a lazo abierto

• e) Ganancia de lazo de retroalimentación

• f) La impedancia de entrada y salida, a lazo abierto.

• g) Ganancia a lazo cerrado

• h) Impedancia de entrada y de salida a lazo cerrado

Problema 1:

Problema 2:

CAPITULO V

Respuesta en Frecuencia del Amplificador

Problemas Resueltos:

Problema 1: Un amplificador tiene una ganancia de 200 a bajas frecuencias y su función de transferencia tiene tres polos reales negativos en 100KHz, 1MHz y 20MHz. Calcular y bosqueje el diagrama de Nyquist para este amplificador si se aplica un lazo de retroalimentación negativo ¿Es estable el amplificador con esta cantidad de retroalimentación? Explicar

Respuesta:

Problema 2: Calcular y bosquejar los diagramas de magnitud (en decibel) y fase vs frecuencia (escala logarítmica) cuando la retroalimentación es cero.

Problema 3: Un amplificador tiene una ganancia en baja frecuencia de 10000 y su función de transferencia tiene tres polos reales negativos en 100KHz, 2MHz y 25MHz

• a) Calcular la magnitud del polo dominante necesario para compensar el amplificador retroalimentado a ganancia unitaria con un Margen de Fase de 45º. Suponer que los polos originales permanecen fijos.¿Cuál es el ancho de banda del amplificador resultante?, ¿Cuál es el Margen de Ganancia?

Respuesta:

Datos:

Determinar la ubicación del polo dominante:

Ancho de Banda:

Margen de Ganancia

• b) Repetir el punto anterior para compensar el amplificador retroalimentado con ganancia en lazo cerrado de 20dB y margen de ganancia de 20dB. ¿Cuál es el Margen de Fase?

Respuesta:

Datos

Paso 1:

Paso 2:

Determinar el Margen de Ganancia lineal

Pase 3: Determinar la frecuencia en 180º

Pase 4: Determinar el polo dominante

Pase 5: Determinar el Margen de Fase

REVISAR CON EL PROFESOR ME DIO DIFERENTE

Problemas Propuestos:

Problema 1:

Problema 2: En el siguiente amplificador cascode, se asume:

Problema 3: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB). Considera Q1=Q2=Q3=Q4, donde:

Problema 4: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB).

Problema 5: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB).

Problema 6: Determine la amplificación, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la frecuencia de corte (a los 3dB).

Ayuda: Resuelva primero las amplificaciones internas.

Problema 7:

CAPITULO VI

Filtros

Problemas Resueltos:

Problema 1: Determinar la función de transferencia para el filtro mostrado. Hacer un diagrama de magnitud y de fase del mismo. ¿Para que tipo de aplicación se puede utilizar este circuito?

Se considerara que los amplificadores son ideales, es decir tanto la corriente como el voltaje diferencial de entrada a los terminales es cero.

Se concluye que:

Problema 2: Determine la función de transferencia del filtro mostrado a continuación

Respuesta:

CAPITULO VII

Osciladores

Problemas Resueltos:

Problema 1: Para el oscilador mostrado en la figura x.x , determinar la frecuencia de oscilación en función de R y C. Indicar la relación entre R y Rf para que se cumpla el criterio de Barkhausen.

Respuesta:

Problema 2:

Respuesta:

Paso 2:

Paso 3: Determinar T(s)

Paso 4:

Problema 3:

Respuesta:

Paso 3: Determinar T(s)

REVISAR

Problema 4:

Respuesta:

Paso 3: Determinar T(s)

REVISAR

Problema 5:

Respuesta:

Paso 3: Determinar T(s)

Problema 6: En el circuito los voltajes de saturación del comparador son + 10V

• a) Hallar Rx tal que la frecuencia de oscilación sea 500Hz cuando el potenciómetro está conectado en el punto A

• b) Usando los resultados del punto (a), determinar la frecuencia de oscilación cuando se conecta el potenciómetro en el punto B.

Respuesta:

Autor:

Robert Córdova López