EJERCICIOS RESUELTOS
1. Dado el circuito de la figura determine en que zona de trabajo se encuentra el transistor (β =100).
2. Un transistor BJT del tipo NPN se encuentra en un circuito electrónico y presenta las siguientes tensiones entre sus terminales: UEB=-0.7 V y UCB=-0.7 V. En estas condiciones, ¿en qué zona está trabajando el transistor?.
3. Un transistor BJT de tipo npn y β= 100 se conecta de la siguiente manera: la base se conecta al terminal positivo positi vo de una pila de 5 V a través de una resistencia de 100 kohmios; el colector se conecta al terminal positivo de otra pila de 10 V a través de una resistencia de 100 ohmios el emisor se conecta a los terminales negativos de ambas pilas. En estas condiciones calcule la corriente de colector.
4. Un transistor BJT del tipo NPN con β =100, se conecta a una pila de 30 V de la siguiente manera: el colector se conecta al terminal positivo de la pila a través de una resistencia de 330 ohmios . La base también se conecta al mismo terminal positivo de la pila a través de una resistencia de 560 kohmios. El emisor de conecta directamente al terminal negativo de la pila. Calcule la tensión entre colector y emisor.
5. Un transistor NPN funciona en zona activa cuando su base se conecta al terminal positivo de una fuente de tensión de 5 V a través de una resistencia de 10 kohmios, su colector se conecta al terminal positivo de una fuente de 20 V a través de una resistencia de 100 ohmios y el emisor se conecta a los terminales negativos de ambas fuentes. Si β =100, ca lcule la corriente que circula por el colector.
6. Si β =100 y UCC=20 V ¿cuál es la zona de trabajo del circuito de la figura?
7. El transistor de la figura, de parámetro β =100, alimenta una carga de 1kohmio a partir de una batería de 15V. Calcular la potencia disipada por el transistror en los dos casos siguientes: a) UE=0 V b)UE=30 V.
8. En el circuito de la figura y suponiendo T1 y T2 transistores de silicio con β1 = 50 y β2 = 20, determinar: a) Punto de funcionamiento (IC , VCE) de cada uno de los transistores para Vi = 10V . b) Valor mínimo de Vi que satura a alguno de los transistores y punto de funcionamiento en este caso de T1 y T2.
SOLUCION a) Punto de trabajo. Thevenin en la base de T1
Entonces el circuito queda de la forma.
Malla de la base de T1
0,8Vi = IB1 − R T + VBE1 + (IE1 + IC2)R C = IB1R T + VBE1 + ((1 + β2)IB1 + β1β2 IB1)R C Como es un Darlington
=
1 ∗ 2
Como Vi=10v
Malla de colector de T2
b) Valor de Vi que satura a los transistores
Malla de Colector de T1
9. Para el circuito que se muestra a continuación realice el análisis DC y calcula la Ganancia de Voltaje. Considere VBE=0,7.
Análisis DC Considerando que los condensadores a bajas frecuencias se comportan como un circuito abierto, se obtiene: Del circuito, se deduce:
0.5mA = I B + I c = I E
(1)
V E = R1 I E = R1 (0.5mA) = 0.5V
(2)
V B = 0.7 + V E = 0.7 + 0.5 = 1.2V
(3)
V C = R2 I B + V B = R2 I B + 1.2V
(4)
Del Transistor Bipolar, se tiene que:
I B = β I c
(5)
Si se sustituye la ecuación 5 en la ecuación 1, resulta:
I B =
0.5mA β + 1
(6)
Al reemplazar la ecuación anterior en la ecuación 4, se obtiene:
0.5mA + V B ≈ 1.7V β + 1
V C = R2
(7)
Finalmente,
V CE = V c − V E = 1.7 − 0.5 = 1.2V Análisis AC
(8)
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 Transistor Bipolar por su modelo en pequeña señal:
Si suponemos que ro tiende a infinito y aplicamos el teorema de Blackesley, resulta:
Finalmente, se obtiene:
Del circuito se deduce:
Vo = −( R2 // R L ) gmV be Rin = R1 // r π // gm
Vbe =
Rin Rin + 50
−1
Vin
(9) (10) (11)
Si se sustituye la ecuación 11 en la ecuación 9 se obtiene la ganancia:
Vo Vin
=
− ( R2 // R L ) gmRin Rin + 50
(12)
10.Para el circuito de la figura. a) Determine re b) Encuentre Zi (con ro=∞Ω) c) Calcule Zo (con ro=∞Ω) d) Determine Av (con ro=∞Ω) e) Determine Ai (con ro=∞Ω) f) Repita los pasos si Ro=50KΩ
Solución Análisis en dc
Análisis en ac
11.Para el circuito de la figura. a) Determine re b) Encuentre Zi c) Calcule Zo (con ro=∞Ω)
d) Determine Av (con ro=∞Ω) e) Determine Ai (con ro=∞Ω) f) Repita los pasos si Ro=50KΩ
Solución. a) Calculo en dc Verificando βRE>10R2 (90)(1.5K)>10(8.2K) 135KΩ>82KΩ
b) Circuito equivalente en ac.
12.Para el circuito de la figura. a) b) c) d) e) f)
Determine re Encuentre Zi Calcule Zo (con ro=∞Ω) Determine Av (con ro=∞Ω) Determine Ai (con ro=∞Ω) Repita los pasos del b al e con Ro=25KΩ y compare los resultados.
Solución Calculo en dc
Calculo en ac
13.Para el circuito de la figura. Determine.
a) b) c) d) e)
Determine re Encuentre Zi Calcule Zo Determine Av Determine Ai
Solución. Circuito en ac
PROBLEMAS PROPUESTOS
Problema 1:
Para el circuito adjunto se tiene que Q 1=Q2, además de que todos los Transistores Bipolares
cumplen con las siguientes características: β=100, Vce(sat)=0V, V be(on)=0.7V, Va=100V y T=300ºK. Halle:
a) Puntos de polarización b) Vo/Vin c) Zin, Zout
Problema 2:
a)
Demuestre las siguientes afirmaciones:
R out = r o [1 + (R EE //r π ) gm] R int = r π + RΕΕ ( β + 1)
AV =
R E ( β + 1) r π + Rb + RE ( β + 1)
≈1
b)
AV =
− Rc gmr π r π + Rb + R EE ( β + 1)
c)
d)
R out = R E //
( r π + Rb ) β + 1
R out = r o [1 + gm( R EE //(r π + Rb ))]