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