i
2º del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
PROBLEMAS de transistores bipolares
2
ii
EJERCICIOS de transistores bipolares:
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
PROBLEMAS CON SOLUCION
Problema 1
a) Determinar los valores de IC y VCE en el circuito de la figura. El transistor tiene =100.
b) ¿Cuál es el mínimo valor de RC para que el transistor esté justamente saturado?
RC=1k
VEE=-10V
RE=1kRB=270k
iii
Problema 2
En el circuito representado se emplea un transistor con =99. Los valores son VCC=10V,
RC=2.7k y RF=180k, estando RB en circuito abierto.
a) Calcular los valores de IC y VCE.
b) Repetir a) con =199.
RB
RC
VCC
RF
iv
Problema 3
En el circuito estabilizador de la figura y para una tensión de entrada Vi=10 V, hallar la
resistencia R para obtener 5 V nominales de tensión en la salida y la potencia disipada
por el Zéner.
Datos: VZ=5.55 V; RZ= 2; RL=10 ; =19
Vo
R
RL
+-
Vi
v
Problema 4
En el circuito de la figura determinar el valor de R, sabiendo que VCE2=6V; 1=39: 2=24
R
100
470
24 V
T1
T2
vi
Problema 5
La figura muestra un amplificador de dos etapas iguales. ¿Cuáles son las tensiones en
continua del emisor y colector en cada etapa?
Datos: VCC=15 V; R21=R22=5.6 k; R12=R12=1 k; RC1=RC2=470 ; RE1=RE2=120
VCC
R21
RE1R11
RC1
Vi
C1
C2
R22
R12
C3
RE2
RC2
Vo
vii
Problema 6
En el amplificador de la figura, calcular, bajo la condición de pequeña señal:
a) Ganancias de tensión AV1=VO/VI y AV2=VO/VS.
b) Impedancia de entrada ZIN.
c) Ganancia de corriente AI=IO/II.
d) Impedancia de salida ZOUT.
Considerar que VCC=12V, RB1=39k, RB2=150k, RE=1k, RC=2.7k, RS=600 y
RL=33k, siendo la del transistor bipolar utilizado de valor 222 y su VBE en activa de
0.7V.
VCC=12V
+-
vS
RB2
RERB1
RL
vo
RS
io
i i
+
-
vi
RC
viii
Problema 7
En el amplificador de la figura, calcular, bajo la condición de pequeña señal:
a) Ganancia de tensión AV=VO/VS.
b) Impedancia de entrada ZIN.
c) Ganancia de corriente AI=IO/II.
d) Impedancia de salida ZOUT.
Considerar que VCC=12V, RB1=115k, RB2=27k, RC=1.8k, RE1=22, RE2=470,
RS=100 y RL=1k, siendo la del transistor bipolar utilizado 330 y su VBE en activa de
0.6V.
VCC=12V
RB1
RE2
RB2
RL
vo
io
RC
+-
vS
RS
i i
RE1
1
2º del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
SOLUCIONES A PROBLEMAS
de transistores bipolares
2
2
EJERCICIOS de
transistores bipolares:
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
Problema 1
RC=1k
VEE=-10V
RE=1kRB=270k
Suponemos modo activo directo
0 EEEEBEBB VRIVRI
BE II 1
01 EEBEEBB VVRRI
AkkRR
VVI
EB
BEEEB
06.25
101270
7.010
1
mAII BC 51.2
VRRIVV ECCEECE 99.4
3
en el momento justo en el que el transistor entra en saturación,
VVVsatCECE 2.0
kI
VRIVR
C
EECCCEC
sat 91.2
4
Problema 2
RB
RC
VCC
RF
a) suponemos modo activo directo
BEFCBBEFBCBCCC VRRIVRIRIIV 1
ARR
VVI
FC
BECCB
66.20
1
mAII BC 05.2
VIIRVV BCCCCCE 42.4
b) repetimos el apartado anterior ahora con F=199
ARR
VVI
FC
BECCB
92.12
1
mAII BC 57.2
VIIRVV BCCCCCE 03.3
5
Problema 3
Vo
R
RL
+-
Vi
Vi=10 V y Vo=5 V
...2.05510 DAZVVVV oiCE
zi VVV 10 polariza al diodo zener en ruptura
mAAR
VIVV
L
oEo 5005.0
10
55
mAAI
I
mAAIIDAZ
EB
EC
25025.0119
5.0
1
475475.05.0119
19
1...
Si se vuelve a dibujar el circuito sustituyendo el diodo Zéner por su circuito equivalente
6
Vo
R
RL
+-
Vi
RZ
Vz
ICIR
IB
IE
B
C
E
Si se considera para zona activa directa que la tensión base emisor VBE=0.7V, la tensión
en la base, VB queda:
VVVV oBEB 7.557.0
mAAR
VVI
Z
BZZ 75075.0
2
7.555.5
entonces:
mAIII ZBR 1007525
4310100
7.5103
R
Bi
I
VVR
La potencia disipada en el Zéner será:
Pz = IzVz+I2zRz = 0.4275 W
7
Problema 4
R
100
470
24 V
T1
T2
iT
VP
VB1
iE1=iB2iB1
i
iC2
iE2
+
-
VCE2
2
222211211
ET
ECBCEBCCBT
ii
iiiiiiiiiii
el valor de iT se puede calcular como:
470
24 PT
Vi
donde la tensión en el punto VP es:
10022 ECEP iVV
se tiene que iT e iE2 son iguales y se pueden escribir como:
1212 11 BET iii
sustituyendo en la expresión de la tensión VP
10011 1212 BCEP iVV
8
despejando iT de su expresión y sustituyendo por los valores queda
11570
24
100112411470
24470
21
21
1212121
CEB
BCEB
PT
Vi
iVi
Vi
mAiAi TB 58.3158.311
VVP 16.9
Para calcular el valor de R
1
111
B
BPBPB i
VVR
R
VVi
Se calcula el valor de la tensión en la base del transistor T1, VB1. Los dos transistores se
encuentran en zona activa directa VCE2= 6V> 0.2V y VCE1= VCE2 – VBE2 = 5.3V > 0.2V
ViVVV EBEBEB 55.415.37.07.01002211
ki
VVR
B
BP 98.1451
1
9
Problema 5
VCC
R21
RE1R11
RC1
Vi
C1
C2
R22
R12
C3
RE2
RC2
Vo
En continua los condensadores C1, C2 y C3 se comportan como circuitos abiertos,
condensadores de acoplo. Las dos etapas son iguales, dibujando el circuito sin
condensadores, se analizará tan solo una de las etapas siendo análogo el resultado para
la otra.
VCC
R22
RE2R12
RC2
VCC
R21
RE1R11
RC1
La de los transistores no se conoce,
10
15 V
5.6 k
15 V
470
120 1 k
I1
I2
IB
IC
IE
se puede suponer que IB es muy pequeña comparado con I1, (IB<<I1; IB0); de esta
manera I1 I2, se puede calcular la tensión que cae en la base del transistor aplicando el
divisor de tensión
Vkk
k
RR
RVV CCB 27.2
6.51
115
21
1
manteniendo la suposición de IB0, suponemos también que el transistor está en zona
activa directa VBE=0.7V la tensión que cae en el emisor es:
VVVV BEBE 57.17.027.2
y la corriente que circula por la resistencia de emisor:
mAR
VI
E
EE 1.13
120
57.1
además
BFBCEBFC IIIIII 1;
CF
FE II
1
11
si se supone que F>>1 entonces se puede aproximar la corriente de colector a la
corriente de emisor.
mAII EC 1.13
la tensión que cae en el colector será entonces:
VIV CC 84.847015
Tenemos que ver que el transistor está en zona activa directa, según la suposición
realizada:
VVVV ECCE 27.757.184.8
2.027.7 VVCE
VCE>0.2 V el transistor está en zona activa directa.
12
Problema 6
VCC=12V
+-
vS
RB2
RERB1
RL
vo
RS
io
i i
+
-
vi
RC
a) s
o
i
o
v
vAv
v
vAv 21 ,
12 V
RB2=150 k
12 V
RC=2.7 k
RE=1 kRB1=39 k
I1
I2
IB
IC
IE
VRR
RVV
BB
BCCB 48.2
21
1
mAR
VVI
E
BEBE 78.1
13
...2.041.5 DAZVVRRIVV ECCCCCE
14'EQ
te I
Vr
E
r'eic
RC RL
ie
vo
RE
RS
vS
Zi Zo
27.178'1
ec
LCc
i
o
ri
RRi
v
vAv
4
''
2
eeE
eeeS
LCc
iR
LCc
s
o
riR
riiR
RRi
vv
RRi
v
vAv
s
b) Zin
8.13'eEi
iin rR
i
vZ
c) Zout
KRZ Cout 7.2
074.0'
E
eee
L
LCc
i
oi
R
rii
R
RRi
i
iA
14
Problema 7
VCC=12V
RB1
RE2
RB2
RL
vo
io
RC
+-
vS
RS
i i
RE1
a) s
o
v
vAv
12 V
RB1=115 k
12 V
RC=1.8 k
RE1=22 RB2=27 k
I1
I2
IB
IC
IE
RE2=470
VRR
RVV
BB
BCCB 28.2
21
2
15
VVVV BEBE 68.1
mARR
VII
EE
EEC 4.3
21
...2.03.4 DAZVVVRIVV ECCCCCE
35.7'CQ
t
EQ
te I
V
I
Vr
r'e
ic
RC RL
ie
vo
RB2
RS
vS
Zi Zo
RB1
RE1
ii
ib
58.21////'1
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' 211
211
1
SBBEe
BBEe
Eee
LCc
S
o
RRRRr
RRRr
Rri
RRi
v
vAv
b) Zin
4.6726')1//(// 121 EeBBi
iin RrRR
i
vZ
c) 88.146)'()1( 1
EeBb
B
LC
Cb
i
oi RrRi
R
RR
Ri
i
iA
d) Zout
KRZ Cout 8.1