152 Problemas Con Transistores Resueltos

PROBLEMAS DE CIRCUITOS CON TRANSISTORES
Problema 1:
Determinar los puntos de funcionamiento de los dispositivos semiconductores de los siguientes circuitos:
+12V
+12V
+12V
2K

3K
1K
100

3K

6V

β=100

β=100
33K

3K

2K

β=100

15V

β=100
6V

5V

100

(b)

(a)

(c)

(d)

Problema 2:
Determinar el punto de funcionamiento del transistor MOSFET del siguiente circuito:
+15V

10K

1K
D

ID(mA)
UGS(V)15

30
G
S

20

10

10

5

10V
UDS(V)

5

Problema 3:
Se desea utilizar una salida de un sistema digital para gobernar un relé. Se ha dispuesto para ello del circuito
de adaptación que se muestra en la figura. Determinar los valores de R1 y R2 que aseguran que ambos
transistores trabajan siempre en corte o saturación sabiendo que Q1 y Q2 presentan una tensión de codo baseemisor de 0,6V y que lasalida digital puede tomar cualquier tensión entre 0 y 0,4V para el “0” lógico y entre
3,8 y 5V para el “1” lógico.
+15V
Q2

β2=100

R2
SMA.
DIGITAL

RELÉ
50mA/15V

R1

β1=100
Q1

Problema 4:
En el circuito de la figura el interruptor se encuentra inicialmente cerrado. Determinar de forma razonada la
evolución de la tensión en el condensador a partir del instante de apertura del interruptor S.

S10k

100Ω

1µF

β=100

10V

VZ=8V

Problema 5:
El circuito de la figura corresponde a un cargador de baterías, se pide:
- Determinar la evolución en el tiempo de la tensión y la corriente por la inductancia.
- Determinar la evolución de la corriente de carga y el valor medio de la misma.
- Calcular RB de forma que el transistor trabaje en conmutación.
Datos: el transistor trabaja en conmutación, lacorriente inicial por la bobina es nula,
L=100µH, VCC=80V y VBAT=160V.
IL

BATERIA

VE

VBAT

L

10V

VCC
RB

β=50

+
VE

10

20

30

Problema 6:
Para el circuito de la figura determinar:
1. Evolución de UC1 e ib.
2. Evolución de UC2 y UCE.
Nota: todos los dispositivos son ideales y C1 y C2 se encuentran inicialmente descargados.
+Ucc=15V

R=1K
Ig=100µA
UC2
C2=20µ
C1=200n
ib
UC1
Vz=5V

β=100

40t(µs)

Problema 7:
Para el circuito de la figura y considerando todos los componentes ideales determinar de forma razonada la
evolución de la tensión en el condensador UC y en el MOSFET UDS. La bobina y el condensador se
encuentran inicialmente descargados.
UC

5µ F
ID
(mA)

20Ω
β=200

10V
UD S

UG S

200

10

100

5
2V

20k
10mH

UD S

Problema 1

a
+12V

2K

+12V

+12V

2K

3K

6V

3K

2K//3K2K

2K//3K

6V

b=100

3K

Suponiendo que el
transistor se encuentra
en saturación:

2K

6V

3K

6V

El reparto de corrientes por el circuito resulta por tanto::
+12V

2K

6V

3mA

1mA

2mA

En resumen:
iB = 1mA
iC = 2mA
iE = 3mA
Se cumple: iC < b·iB

3K

2mA
3mA

6V

3K

2K

b
Unión B-E polarizada
en inversa.
Transistor en corte

3K
33K

5V

b=100

3K
33K

15V
5V

15V
uCE = 15V

uBE = -5V

c+12V

+12V

Suponiendo que el
Zener se encuentra en
zona Zener:

1K

b=100

iE =

6V

1K

b=100

iR1

uCE = 6V

iZ

6V

iB

6V

100

El transistor tiene tensión
uCE = 6V, está en zona activa.

100

6V

iB =

6
= 60mA
100

iE
= 594 mA
b +1

i Z = i R1 - i B = 5,4mA > 0
Hipótesis correcta

iE

iC = 59,4mA

d
+12V

+12V

iE = 60 mA
100
6V
b=100

Suponiendo que
el Zener conduce:

100

6V

6V

b=100

6ViE = 60 mA

El transistor tiene tensión
uCE = 6V, está en zona activa.

iB =

iE
= 594 mA
b +1

Se tiene entonces:
iB = iZ =594mA
iC = 59,4mA
iE = 60mA

Problema 2
+15V

10K

1K

ID(mA)
UGS(V)
15

30

D
G

20

10

10

5

S

5

10V

UDS(V)

Teniendo en cuenta que la impedancia de entrada del MOSFET es idealmente infinita la corriente iG es nula y el
Zener se encuentra en conducción:
+15V

10KConociendo la tensión uGS se determina la curva
de la característica uDS - iD del MOSFET sobre la
que se encuentra el punto de funcionamiento:

1K

5V

ID(mA)

D

30

G
S
10V

UGS(V)
15

uGS=10

20

10

10

5
5

UDS(V)

Suponiendo funcionamiento en zona de fuente de corriente se tiene:
+15V

uDS = 15 - 20 × 10 -3 × 10 3 = -5 < 5 V
10K

No trabaja en zona de fuente de corriente.

1K

D
20mA

10V...