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1- Se conectan en cascada tres amplificadores con las siguientes caractersticas:
1. Amplificador 1: ;101voA ;31 kRi 1001oR
2. Amplificador 2: ;202 voA ;22 kRi 2002oR
3.
Amplificador 3: ;303
voA ;13 kRi
3003oR
Calcular los parmetros del modelo simplificado del amplificador en cascada
suponiendo que los amplificadores estn conectados en el orden 1, 2, 3.
A) ;3 kRi ;300oR 4731voA
B) ;300iR ;3 kRo 4348voA
C) ;2 kRi ;200oR 3348voA
D) ;200iR ;2 kRo 4438voA
Resolucin:
Representando la cascada de los amplificadores dados:
La impedancia de entrada de la cascada es igual a la impedancia de entrada del
primer amplificador:
kRR ii 31
kRi 3
La impedancia de salida de la cascadaes igual a la impedancia de salida del ltimo
amplificador:
30030 oRR
300oR
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La ganancia de tensin de la cascada es igual al producto de las ganancias de cada
amplificador:
4762301000200
100020
2000100
2000103
32
32
21
21321
vo
io
ivo
io
ivovvvvo A
RR
RA
RR
RAAAAA
762.4voA
La respuesta es:
A) kRi 3 300oR 762.4voA
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2- Un diodo tiene un tiempo de transicin de 10 ns. Hallar los valores para los
parmetros del circuito equivalente en pequea seal dr y difC , si mAIDQ 8 ,
Suponiendo un coeficiente de emisin ,1n y una temperatura de 300 K.
A)
,17,1 dr pFCdif 2037
B) ,25,3 dr pFCdif 3077
C) ,5,12 dr pFCdif 1118
D)
,20,5 dr pFCdif 1920
Resolucin:
Nos piden la resistencia dinmica y la capacidad de difusin.
- Para la resistencia dinmica tenemos:
1n ( n Coeficiente de emisin)
mVVT 26 Siendo ( TV Tensin Trmica)
mAIDQ 8 ( DQI Corriente en el punto de trabajo)
Sustituyendo valores:
25,310*8
10*26*13
3
A
V
I
nVr
DQ
Td
25,3dr
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- Para la capacidad de difusin tenemos:
10T ( T Tiempo de transito)
mAIDQ
8 Siendo ( DQI Corriente punto de trabajo)
mVVT 26 ( TV Tensin Trmica a 300 K)
Sustituyendo valores en la expresin de la capacidad de difusin:
FV
As
V
IC
T
DQT
dif
9
3
39
10*077,310*26
10*8*10*10
pFCdif
077.3
La respuesta es:
B) ,25,3 dr pFCdif 3077
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3- Se est diseando un transistor NMOS en el que mAiD 5,0 cuando
Vvv DSGS 5 . Adems las condiciones de fabricacin nos dan qu2
/50 VAKP y
VVto 1 . Suponiendo que 0 , calcular la proporcin anchura-longitud necesaria
para el transistor.
A) 25,2/ LW
B) 25,1/ LW
C) 25,3/ LW
D) 95,0/ LW
Resolucin:
Hay que comenzar por identificar la regin de funcionamiento:
toGS Vv
=> Que el transistor trabaja en la regin de saturacin
toGSDS Vvv ,
En la regin de saturacin la corriente de drenaje viene dada por:
DStoGSD vVvKi 12
=>
DStoGS
D
vVv
iK
1
2
Como =0, sustituyendo tendremos:
2
2
3
2/25,31
15
10*5,0VA
VV
A
Vv
iK
toGS
D
Sustituyendo ste valor en la relacin anchura-longitud:
25,1/10*50
/10*25,31*2226
26
VA
VA
KP
K
L
W
La respuesta es:
B) 25,1
L
W
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4- Un determinado CI est formado por puertas lgicas, cada una de las cules
consume 0,1 mW de potencia esttica. La mxima disipacin de potencia esttica
admisible para el chip es de 20W, cul es el nmero mximo de puertas que puede
contener el chip?
A)
80000N B) 950000N C) 120000N D) 200000N
Resolucin:
000.2001,0
20 mW
Wpuertasn
La respuesta es:
D) 000.200N
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5- Las seales de entrada de un amplificador diferencial son:
tsenttv 1502530cos7,01 tsenttv 1502530cos7,02
Hallar la expresin para la tensin en modo comn, icmv y la diferencial, idv
A) ,30cos7,0 tvid ,150cos25 tvicm
B) ,308,2 tsenvid ,15025 tsenvicm
C) ,3025 tsenvid ,1504,1 tsenvicm
D) ,30cos4,1 tvid ,15025 tsenvicm
Planteamiento del problema:
Cmo la tensin de entrada diferencial y tensin de entrada en modo comn, vienen
dadas por:
21 iiid vvv
21
2
1iiicm vvv
Solo hay que sustituir valores en ambas expresiones para calcular las tensionespedidas.
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Resolucin de la pregunta:
Puesto que la tensin de entrada diferencial y tensin de entrada en modo comn,
son:
21 iiid vvv
21
2
1iiicm
vvv
Sustituyendo valores:
ttsenttsentvid 30cos4,11502530cos7,01502530cos7,0
tsentsenttsentvicm 150251502530cos7,01502530cos7,02
1
La respuesta es:
D) ,30cos4,1 tvid ,15025 tsenvicm
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PROBLEMA 1
Sea el amplificador en emisor comn de la figura:
Supngase que, para =300, el punto Q resultante es mAICQ
24,4 y .51,6 VVCE
Anlisis del problema:
Se aplica el teorema de superposicin; es decir, se divide el circuito en dos:
Circuito de polarizaciny circuito de alterna.
Analizando el circuito de continua. Podemos hallar las coordenadas del punto Q(
CQI , CEV ).
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Resistencia de base:21
2121
*//
RR
RRRRRB
Tensin de base:
21
2*
RR
RVV DDB
Corriente de base: EEBBBEB IRIRVV => EBBEB
BRR
VVI
1
Tensin colector-emisor: EECCCCCE IRIRVV
Nota:En este caso ya nos dan las coordenadas del punto Q, por lo que ya no son
necesarios los clculos anteriores.
Analizando el circuito de alterna:
Sustituyendo el transistor por el Modelo de Pequea seal
,// 21 RRRB LCL RRR //
Ganancia de tensin:
667
21
2*1//
21
21
kk
kk
RR
RRRRR LCL
r
R
v
vA L
in
ov
Dnde:
6,183924,4
026,0*300
mA
V
I
Vr
CQ
T
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Ganancia de tensin en cortocircuito:
r
R
v
vA C
in
ovo
Impedancia de entrada:
rR
rRrRZ
B
BBin
*//
Impedancia de salida:
Co RZ
Ganancia de Corriente:
L
inv
in
in
L
inv
in
in
L
o
in
oi
R
ZA
Z
v
R
vA
Z
v
R
v
i
iA
*
Ganancia de potencia:
iV AAG *
Conclusiones del problema:
6,183924,4
026,0*300
mA
V
I
Vr
CQ
T
k
kk
kk
RR
RRRRRB 33,3
510
5*10*//
21
2121
667
21
2*1*//
kk
kk
RR
RRRRR
LC
LCLCL
Mtodo rpido de comprobar las respuestas: En la pregunta 6- nos piden VA y en la
pregunta 7- nos piden la ganancia de corriente iA y la ganancia de potenciaG . Por
lo qu en las respuestas se ha de verificar la relacin iV AAG *
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6- Hallar los valores de ,VA ,VOA inZ y oZ
A) ,119VA ,63VOA ;2,11 kZin kZo 8,1
B) ,109VA ,163VOA ;1185inZ kZo 1
C)
,208VA ,22,2VOA ;600inZ 120oZ D) ,55VA ,77VOA ;3,7 kZin kZo 12
Resolucin:
Sustituyendo valores en las expresiones del anlisis:
8,1086,1839
667*300
r
R
v
vA L
in
ov
8,108vA
1636,1839
1*300
k
r
R
v
vA C
in
ovo
163voA
11856,18393333
9,1839*3333*//
rR
rRrRZ
B
BBin
1185inZ
kRZ Co 1
kZo 1
La respuesta es:
B) ,109VA ,163VOA ;1185inZ kZo 1
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7- Hallar los valores de iA y G
A) ;6,64iA 7039G
B) ;6,16iA 5117G
C)
;7,94iA 9811G D) ;4,22iA 1134G
Resolucin:
La ganancia de corriente viene dada por:
6,642
1185*109
kR
ZAi
iA
L
inV
in
oi
La ganancia de potencia viene dada por el producto entre la ganancia de tensin y laganancia de corriente
70416,64*109 iVAAG
La respuesta es:
A) ;6,64iA 7039G
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8- Si Vwtsentvs 001,0 , hallar la expresin de tvo
A) Vwtsentvo 122
B) mVwttvo cos5,72
C)
mVwtsentvo 6,76 D) mVwtsentvo 6,67
Resolucin:
Tenemos por definicin que:
tvtv
tAin
oV Dnde sin
insinRZ
Ztvtv
Por lo tanto:
tvtAtv inVo * => sin
insVo
RZ
ZtvtAtv
*
Sustituyendo datos:
mVwtsenVwtsenRZ
ZtvtAtv
sin
insVo 6,76
5001185
1185001,0*8,108*
La respuesta es:
mVwtsentvo 6,76
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PROBLEMA 2
El FET de la figura tiene VVto 2 e mAIDSS 4
Planteamiento del problema:
Estamos ante un circuito de cuatro resistencias en el que tendremos:
Tensin puerta-fuente: DQSSSGSQ IRRR
RVV
12
2 (1)
Tensin drenador-fuente: DQSDSSDSQ IRRVV (2)
Adems, en la regin de saturacin tenemos:
2
toDSS KVI
Teniendo en cuenta que:
2
toGSQDQ VVKI
Podemos determinarGSQ
V :
K
IVV DQ
toGSQ
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9- Suponiendo que mAIDQ
9 , hllese el valor de 2R suponiendo que el dispositivo
trabaja en la regin de saturacin.
A) ;30,22 MR
B)
;1122 kR C) ;12 MR
D) ;122 MR
Resolucin:
En primer lugar tenemos:
2
toDSS KVI =>
2
22/1
2
4VmA
V
mA
V
IK
to
DSS
Teniendo en cuenta que:
2toGSQDQ VVKI
Podemos determinar GSQV :
V
VmA
mAV
K
IVV DQ
toGSQ 1
/1
92
2
Cmo adems en el circuito, en la ecuacin (1) tenemos qu:
DQSSSGSQ IRRR
RVV
12
2
Sustituyendo valores y resolviendo, determinamos que:
mAR
RVV 9*10
10201 3
62
2
6
2
2
102091
R
RVVV
6
2
2
1021
R
RVV => 2
6
2 2101 VRVR
La respuesta es:
C) MR 12
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10- Cul es el valor mximo de DR permitido si el punto de trabajo debe
permanecer en la regin de saturacin?
A) 889maxDR
B)
kRD 6,1max
C) 435maxDR
D) kRD 5,2max
Resolucin:
Para que el dispositivo funcione en saturacin requerimos:
VVVV toGSQ 21
VVVVVVtoGSQDSQ
321
Teniendo en cuenta la ecuacin (2):
DQSDSSDSQ IRRVV
Sustituyendo valores:
320 DQSD IRR
320 DQSD IRR => SDQ
D RI
R 17
Por lo tanto:
88910001889109
17 3
mA
VRD
La respuesta es:
A) 889DMaxR