Guia de electronica

CAPITULO I Repaso de Electrónica I
Problemas Resueltos: Problema 1: 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
V E = R1 I E = R1 (0.5mA) = 0.5V V B= 0.7 + VE = 0.7 + 0.5 = 1.2V

(1.1.1) (1.1.2) (1.1.3) (1.1.4)

VC = R2 I B + VB = R2 I B + 1.2V Del Transistor Bipolar, se tiene que: IB = β Ic Si se sustituye la ecuación 1.1.5 en la ecuación 1.1.1, resulta: IB = 0.5mA β +1

(1.1.5)

(1.1.6)

Al reemplazar la ecuación anterior en la ecuación 1.1.4, se obtiene: ⎛ 0.5mA ⎞ VC = R2 ⎜ ⎜ β + 1 ⎟ + VB ≈ 1.7V ⎟ ⎝ ⎠ Finalmente, VCE = Vc − VE =1.7 − 0.5 = 1.2V (1.1.8) (1.1.7)

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 peque ña se ñal:

Si suponemos que ro tiende a infinito y aplicamos el teorema de blackesley, resulta:

Finalmente, se obtiene:

Del circuito sededuce:
Vo = −( R2 // RL ) gmVbe

(1.1.9) (1.1.10) (1.1.11)

Rin = R1 // rπ // gm −1
Vbe = Rin Vin Rin + 50

Si se sustituye la ecuación 1.1.11 en la ecuación 1.1.9 se obtiene la ganancia: Vo − ( R2 // RL ) gmRin = Vin Rin + 50 (1.1.12)

Problemas Propuestos:
Problema 1: Para el circuito adjunto se tiene que Q1=Q2, además de que todos los

Transistores Bipolares cumplen con lassiguientes características: β=100, Vce(sat)=0V, Vbe(on)=0.7V, Va=100V y T=300ºK. Halle: a) Puntos de polarización b) Vo/Vin c) Zin, Zout

Problema 2: Demuestre las siguientes afirmaciones:

a)

R out = ro [1 + (R EE //rπ ) gm] R int = rπ + RΕΕ ( β + 1)

b)

AV =

− Rc gmrπ rπ + Rb + REE ( β + 1)

c)

AV =

RE ( β + 1) ≈1 rπ + Rb + RE ( β + 1) ( rπ + Rb ) β +1

d)

R out = ro [1 + gm( REE //( rπ + Rb ))]

R out = R E //

CAPITULO II Par Diferencial
Problemas Resueltos:
Problema 1:

Problemas Propuestos:
Problema 1: Dado el siguiente circuito, con β =100 y Vbe= 0.7 V:

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 entodos los transistores se cumple que β=100, T=300 ºK y Va= 100V.

CAPITULO III Multietapa
Problemas Resueltos:
Problema 1:

β=200 VT=25mV

Análisis DC:

Vcc − (Vss + Vbe6 ) 10 − (−10 + 0.7) 20 − 0.7 = = ≈ 0.5mA Rref 39k 39k Ic9 = Ic8 = Ic7 = Ic6 = Ic3 = Ic 4 = 0.5mA Ic Ic1 = Ic 2 = 7 = 0.25mA 2 Vo( DC ) = 10V − 10 KΩ * 0.5mA − 0.7V = 4.3V Iref = Ic6 =

I c5 =

4.3 − (−10) = 1.43mA10k

Por otro lado, se sabe que: gm = Ic donde VT = 25mV VT

rπ =

β
gm

donde β = 200

Luego:
gm1 = gm2 = 0.01 gm3 = gm4 = 0.02

gm5 = 0.0572

rπ 1 = rπ 2 = rπ 3 = rπ 4 = rπ 5 =

200 = 20kΩ 0.01 200 = 10kΩ 0.02

200 = 3.5kΩ 0.0572 Tabla final con los valores DC, gm y rπ:
Qs Q1,Q2 Q3,Q4 Q5 Ic 0.25mA 0.5mA 0.5mA gm 0.01 0.01 57.2m rπ 20kΩ 10kΩ 3.5kΩ

Análisis AC: Etapa 1: Pardiferencial con salida diferencial

Rin = 2rπ 1 = 40 KΩ
Rout = 2(ro1 // 27 KΩ) = 2(27 KΩ) = 54 KΩ Avd = − gm1 Rc1 = −(0.0.1)27 KΩ = −270

Etapa 2: Par diferencial con salida simple

Rin = 2rπ 3 = 20 KΩ
Rout = (ro 4 // 10 KΩ) = 10 KΩ
Av = − gm4 Rc 4 = −100 2

REVISAR ESTE SIGNO

Etapa 3: Colector común, con resistencia y salida por el emisor

10 K ( β + 1) Vo = ≈1 Vin rπ 5 + 10 K (β + 1)

Rin = rπ 5 + 10 K ( β + 1) = 2.01MΩ
Rout = 10 K // Rc 4 + rπ 5 = 66.7Ω β +1

Tabla final con los valores AC: Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3
AV -270 -100 1 Rin 40kΩ 20kΩ 2MΩ Rout 54kΩ 10kΩ 67Ω

R int total = Rin1 = 40 KΩ Rout total = Rout 3 = 67Ω Vin 2 = Vin3 = Rin 2 Av1Vin = −72.97Vin Rout1 + Rin2 Rin3 Av 2Vin 2 = 7.260 KVin Rout 2 + Rin3 Av3 Av 2 Av1Rin3Rin2 Vin = 7.260 KVin ( Rout 2...