enunciados prob electronica

PROBLEMAS DE ELECTRNICA

PROBLEMAS DE ELECTRONICA Problemas: Temas-1 y 2

1. LaleydeOhmrelacionaV,IyRparaunresistor.Encadaunadelassiguientessituacionesencuentreelelementoquefalta:

a. R=lk,V=10Vb. V=10V,I=lmAc. R=10k,I=10mAd. R=100,V=10V

2. LaleydeOhmylaleydelapotenciaparaunresistorrelacionanV,I,RyP,haciendoslodosvariablesindependientes.Enelcasodecadaunodelossiguientesparesidentificados,encuentrelosotrosdos:

a. R=1k,I=l0mAb. V=10V,I=1mAc. V=10V,P=lWd. I=10mA,P=0.1We. R=1k,P=1W

3. Contresresistorescuyosvaloresson10k,20ky40k.Cuntasresistenciasdiferentespodra

crearusandocombinacionesenserieyparalelodeestostres?Elaboreunalistaordenadaporvalordelmsbajoalmsalto.Seaexhaustivoyorganizado.

4. Sitenemosunaresistenciade10k,culeselvalordelaresistenciaenparalelonecesariopara

reducirelvalorcombinadoen1,5,10y50%?Culeselresultadodeponerenparalelounaresistenciade10kconunode1M?,conunode100k?,conunode10k?

5. ObtenerdelcircuitodelafiguraaelcircuitoequivalentedeThveninrepresentadoenlafigurab.CalcularV0yRo.

2PROBLEMASELECTRNICA

6. Undivisordevoltajededosresistenciasqueempleaunaresistenciade3.3kyotrade6.8kestconectadoaunafuentedealimentacinconreferenciaatierrade9Vparaproporcionarunvoltajerelativamentebajo.a.Dibujeelcircuito.b.Suponiendoresistenciasdevalorexacto,quvoltajedesalida(medidoatierra)yresistenciade

salidaequivalentesseobtendransilasresistenciasusadosnosonidealesperotienenunatoleranciadefabricacinde5%?

c.Culessonlosvaloresextremosqueseobtendrandevoltajesyresistencias?

7. Dadastresresistenciasigualesde10kyunabaterade9Vcuyoterminalnegativoestconectadaatierra,siundivisordevoltajeusaunaotodaslasresistencias,cuntasfuentesdevoltajepositivodemagnitudmenor de 9 V puede disear? Ordnelas de lams pequea a lamayor. Cul es laresistenciadesalida(esdecir,laresistenciadeThvenin)decadauno?

8. Losdivisoresdecorrientedesempeanunpapelimportanteeneldiseodeloscircuitos.Portanto,

es importantedesarrollarcierta facilidadpara tratarcon losdivisoresdecorrienteenelanlisisdecircuitos.EnlafigurasemuestraundivisordecorrientededosresistenciasalimentadoporunafuenteidealI.DemuestrequeI1yI2vienendadasporlasecuaciones(1)yencuentreelvoltajeVquesedesarrollaeneldivisordecorriente.

(1)

9. Diseeundivisordecorrientesimplequereduzcalacorrienteproporcionadaaunacargade1kal20%delacorrientedisponibleapartirdelacarga.

10. ParaelcircuitodelafiguraP.10,encuentreelequivalenteaThveninentrelasterminalesa)1y2,b)2y3,yc)1y3.

P.10

11. Mediante laaplicacinrepetidadel teoremadeThvenin,encuentreelequivalenteaThvenindel

circuitodelafiguraP.11entreelnodo4ytierray,portanto,encuentrelacorrientequefluyeatravsdeunaresistenciadecargade1.5k,conectadaentreelnodo4ytierra.


P11

12. HallarlacorrienteienlaresistenciaR2usandoelprincipiodesuperposicinenelcircuitodelafigura

Datos:V1=6v,R1=3,R2=6yI1=2A

13. Usandoelprincipiodesuperposicinhallarelvoltajevenelcircuitodelafigura.Datos:V1=9v,R1=10,R2=40,R3=40yV2=12v

14. Considreseuncircuitoconunafuentedependientedevoltajecomoeldelafigura,lafuente

dependientedevoltajehacequeV2=3i1.CalcularelvalordelatensinV2ylaintensidaddecorrientei2quecirculaporR2.

Datos:V1=5v,R1=2,R2=5yV2=3i1

15. Paraelcircuitodelafiguradondetenemosdosgeneradoresdependientes.CalcularlatensinV2yla

tensinVxquecaeenlaresistenciaR2.

Datos:V1=6v,R1=R2=1K


16. HallarelcircuitoequivalentedeThvenindelcircuitodelafigura.

Datos:V1=10v,R1=10,R2=40,R3=4yI=2A

17. HallarelcircuitoequivalentedeThveninparaelcircuitodelafigura,queincluyeunafuentedependiente.

Datos:V1=20v,R1=6,R2=6,R3=10

NOTATERICA:

Enloscircuitosquecontienenfuentesdependientes,laresistenciadeThvninnosepuedecalcularapartirdelareduccindelcircuitousandolasreglaspararesistenciasenparaleloyenserie.

ElprocedimientoparadeterminarlaresistenciadeThveninesa) Determinarelvoltajedecircuitoabiertovcab

b) DeterminarlacorrientedecortocircuitoiocxcuandolosterminalesABestnconectadosporuncortocircuito,comosemuestraenlafigura

Rt= vcab/ iocx


Problemas: Tema-3

18. Elcircuitode lafiguraseutilizaenunsistemadesealizacinempleandounalambreademsdeunretornoatierracomn.Enunmomentocualquiera,laentradatieneunodetresvalores:+3V,0V,3V.Culeselestadodelaslmparasparacadavalordeentrada?(Ntesedequelaslmparaspuedenestarseparadasyquetalvezhayadiferentestiposdeconexin,todosenunsoloalambre)

19. Para loscircuitosquesemuestranen la figuraempleandodiodos ideales,encuentre losvaloresde

voltajeycorrienteindicados.RepitalosresultadossilosdiodostienenunatensindeVT=0,7v

20. Enelcasodeloscircuitosmostradosenlafiguraempleandodiodosideales,encuentrelosvaloresdelosvoltajesycorrientesindicados.RepitalosresultadosParadiodosdeV=0,7V


21. Suponiendo que los diodos de los circuitos de la figura son ideales encuentre los valores de losvoltajesylascorrientes.RepitalosresultadosParadiodosdeVt=0,7V

22. Suponiendoque losdiodosde loscircuitosde la figurasson ideales,utiliceel teoremadeThveninparasimplificarloscircuitosyconello,encuentrelosvaloresdelascorrientesyvoltajesrotulados.

23. Obtenerlascorrientesylastensionesenlosdiodosdelcircuitodelafiguraparalastensionesentradavi=6vyvi=6v,si:


a) eldiodoesideal.b) eldiodotiene v6,0V = c) eldiodotiene == rf Ry 100R , v6,0V

24. EldiodoZenerde6,8VdelcircuitodelaFig.1estespecificadoportenerVZ=6,8VaIZ=5mA,rZ=20eIZK=0,2mA.ElvoltajedealimentacinV

+esnominalmentede10V,peropuedevariaren1V

Fig.1

25. Obtenerparaelcircuitodelafigura.Lav(t)eslarepresentadaenelintervalo,0t5msa) Latensindesalidav0(t).SupongaeldiodoD1ideal.b) b)RepetirelapartadoanteriorsieldiodoD1estrepresentadoporV=0,5VyRf=50

v(t)

10V

t 5ms


26. RealizarlacurvacaractersticadetransferenciaV0contraVIparaloscircuitoslimitadoresquesemuestranenlasfigurasP33.

ucencompletamente.b) Repitaelapartadoanteriorsuponiendoquelosdiodosestnmodeladosconelprocedimiento

linealporpiezasconVDO=0.65VyrD=20

a) Todoslosdiodosempiezanaconduciraunacadadevoltajeendireccindirectade0.5VYtienencadasdevoltajede0.7Vcuandocond

27. ParaelcircuitodelaFig1.Realicelacurvadetransferencia,suponiendoqueelvoltajedecortedelosdiodoses0.5Vysucadadevoltajecuandoconducenporcompletoesde0.7V.

28. Unaondacuadradadeamplitud6VdepicoapicoypromedioceroseaplicaauncircuitocomoeldelaFigempleandounresistorde100.Culeselvoltajepicodesalida?Culeslacorrientepicopromedio?Culeselmximovoltajeinversoatravsdeldiodo?


29. Encadaunodeloscircuitosdediodoidealmostradosenlafiguraviesunaondasenoidalpicode1kHz,10V.Dibujarlaondaresultanteenvo.Culessonlosvalorespicopositivosynegativos?

30. Diseeuncircuitocargadordebateras,comoeldelaFig.1empleandoundiodoidealenelquelacorriente

fluyealabaterade12Vel20%deltiempoytieneunvalorpromediode100mAQuvoltajedeondasenoidaldepicoapicoserequiere?Quresistenciaesneceara?Culeslacorrientepicodediodo?Quvoltajepicoinversoresisteeldiodo?Sisepuedenespecificarresistoresdeunsolodgitosignificativoyunvoltajedepicoapicoslohastaelvoltmscercano,Qudiseoescogeraparagarantizarlacorrientedecargarequerida?Enquefraccindelciclofluyelacorrientedeldiodo?Culeslacorrientepicodeldiodo?Culvoltajepicoinversoresisteeldiodo?


31. Uncircuitorectificadordemediaondaconunacargade1Koperaconunafuentedealimentacincaserade120V(rms)y60Hz,medianteuntransformadorreductorde10a1.Utilizaundiododesilicioquesepuedemodelarparatenerunacadade0,7Vparacualquiercorriente.Culeselvoltajedesalidapicodelasalidarectificada?Enqufraccindelcicloconduceeldiodo?Culeselvoltajedesalidapromedio?Culeslacorrientepromedioenlacarga?

32. Uncircuitorectificadordeondacompletacon1koperaconunafuentedealimentacincaserade120V(rms).y60Hz,medianteuntransformadorconrelacinde5a1yquetieneundevanadosecundarioconderivacincentral.Utilizadosdiodosdesilicioquesepuedenmodelarparatenerunacadade0.7Ventodaslascorrientes.Culeselvoltajepicodesalidarectificada?Enqufraccindeuncicloconducecadadiodo?Culeselvoltajedesalidapromedio?Culeslacorrientepromedioenlacarga?

33. Uncircuitorectificadordeondacompletaenpuenteconunacargade1k,operaconunafuentedealimentacinde120V(rms)y60Hz,medianteuntransformadorreductorde10a1quetieneundevanadosecundario.Empleacuatrodiodos;cadaunodeellossepuedemodelarparaquetengaunacadade0,7Vparacualquiercorriente.Culeselvalorpicodelvoltajerectificadoatravsdelacarga?Enqufraccindeuncicloconducecadadiodo?CuleselvoltajepromedioatravsdelacargaCuleslacorrientepromedioatravsdelacarga?

34. SenecesitadisearuncircuitorectificadordeondacompletaempleandoelcircuitodelaFig.1paraproporcionarunvoltajedesalidapromediode:

a)10V b)100V

Encadacasoencuentrelarelacinnecesariadevueltasdeltransformador.Supongaqueundiodoconductortieneunacadadevoltajede0,7V.Elvoltajedelalneadeaces120Vrms.

Fig.1


35. Repitaelproblemaanteriorparaelcircuitorectificadorenpuente

36. Auncondensadorfijoqueutilizaundiodoidealconunctodoatierraseleproporcionaunaondasenoidalde10Vrms.Culeselvalorpromedio(dede)delasalidaresultante?

37. DeloscircuitosdelafiguraP36,cadaunoempleaunoovariosdiodosideales.Grafiquelasalidapara

laentradamostrada.Rotulelosnivelesmspositivoymsnegativodesalida.SupongaqueCR>>T.

Fig.P36

38. Undiododesilicioatemperaturaambiente(300K)conduce1mAa0,7V.a) Calcularlacorrienteeneldiodosilatensinsubea0,8V.Tmese=2yVT=0,0258V.b) Calcularlacorrientedesaturacininversa.c) Repetirelapartado(a)con=1.


39. Aquvoltajeendireccindirectaundiodoparaelquen=2conduceunacorrienteiguala1000Is?EntrminosdeIs,qucorrientefluyeenelmismodiodocuandosuvoltajedirectoes0.7V?

40. Calculeelvalordelvoltaje trmico,V T,a 40C,0C,+40Cy+150C.Aqu temperaturaestV T

exactamentea25mV? 41. Laresistenciadeterminalaterminaldeunabarradeconexinde10mdelargo,3mdeanchoy

1mdeespesorhechadevariosmateriales.a) Siliciointrnsecob) SilicioconimpurezastiponconND=1016/cm3c) SilicioconimpurezastiponconND=1018/cm3d) SilicioconimpurezastipopconNA=1010/cm3e) Aluminioconresistividadde2,8.cm

Encuentrelaresistenciaencadacaso.Paraelsiliciointrnseco,utilicelosdatosni=p=n=1,5.1010cm3n=1380cm2/Vsp=480cm

2/Vs.Paraelsilicioconimpurezas,supongan=25p=1200cm2/V.s(RecuerdequeR=L/A

42. Encuentreelflujodecorrienteenunabarradesiliciode10mdelongitudquetieneunaseccintransversalde5X4mydensidadesdeelectroneslibresyhuecosdel05s/cm3y1015/cm3,respectivamente,con1Vaplicadodeterminalaterminal.Utilicen=1200cm2/V.syp=500cm2/V.s

43. Enunabarradesiliciode10mdelargoconimpurezasdedonadoresquconcentracindeldonadorsenecesitaparaobtenerunadensidaddecorrientede1mA/m2comorespuestaaunvoltajeaplicadode1V?(Nota:aunquelasmovilidadesdelosportadorescambianconlaconcentracindeimpurezas[vaselatabla],comoprimeraaproximacinpuedesuponerquenhabrdeserconstanteyutilizarelvalorparaelsiliciointrnsecon=1350cm2/V.s

Tabla

44. Lamovilidadyladifusividaddelosportadoresdisminuyeamedidaqueaumentalaconcentracindeimpurezasenelsilicio.Enlasiguientetablaseproporcionanalgunospuntosdedatosparanypfrentealaconcentracindeimpurezas.EmpleelarelacindeEinsteinparaobtenerelvalorcorrespondientedeDnyDp


45. ParaellimitadoradosnivelesdelaFig.1. a)Calculari=f(vi)yvo=f(vi)enlosdiferentesestadosdelosdiodoszener. b)Representarlacaractersticadetransferencia,suponiendoqueDZ1yDZ2sonidnticosy

tienenlossiguientesparmetros:V=0,6V.,VZ=5V.yRf=100

+ vi vo _ Fig.1

46. EnelcircuitodelaFig.1,seconsideranlosdiodosD1yD2conV=0,6V.yloszenerconV=0,6V,Vz1=10v.y

Vz2=15V.Representarlacurvadetransferenciaydecirparacadaunodelosestadosdelosdiodos,lastensionesycorrientesenlosmismos.

+ vi vo _ Fig 1

47. EnelcircuitoreguladordelaFig,1,sehanconectadodosdiodoszeneridnticosydosdiodosrectificadoresidnticoscuyascaractersticasseindicanenlasfiguras23respectivamente.

Siviesungeneradordetensinquepuedetomarvalorespositivosynegativos,calcular:a)Losestadosdelosdiodos.b)Latensinylaintensidadqueatraviesacadadiodo.c)Latensinv0,paralosdiferentesestadosdelosdiodos

+ vi v0 - Fig 1

I -10 Fig 2 0,6 v (V) I Fig 3 0,6 v (V)


48. EnelcircuitodelaFig.1seusandiodosconlassiguientescaractersticas: V =0,6V.;Rf=40;Rr;Is=0Determinarparacadaunodelosestadosdelosdiodos,v0=f(I),indicandoentrequeintervalosdeIseencuentra.(Ipuedetomarvalorespositivosynegativos)

49. Enelcircuitodelafigura214,losdiodostienenV=0,6v.,Rf0yRr

a)Calcularvoparalosdiferentesestadosdelosdiodos,cuandovivarasegnlaFig.2

b)Representarlatensindesalidav0(t)para0t5ms.

50. Polarizandoendirectaundiododeuninpnenellaboratorio,sehanobtenidodospuntossignificativosdesucurvaIV:A(10mA,600mV),B(20mA,700mV).SehaverificadotambinqueeninversaV

Z>20Vyr

Z.

Sepide:a) Encontrar losparmetrosVyRf(tensindecodoyresistenciaendirecta)delmodelo linealpor

tramosqueseajustaalosdospuntosmedidosCondosdiodosigualesqueelanteriorseconstruyeuncircuitolimitadordeVcomoeldela

figura1.b) EscribirlasecuacionesdelafuncindetransferenciavO=f(vI)deestecircuitoyrepresentarlas

grficamentec) Dibujarlaformadelatensindesalidaenfuncindeltiempo,calculandolosvaloresdeamplitud

DATOS:


51. Considereelcircuitoreguladordelafigura.LatensininversaderupturadelznervaleV

Z=9Vyla

resistenciaincrementalendisrupcinrZ=30.SetrabajaconunafuentedetensinnoreguladaV

nr=

15V(10%).EldiseodelreguladorsehaceparalosvaloresnominalesRL=1k,I

Z=10mA(corriente

inversaporeldiodo).a) CalculeelvalordeR,lacorrienteporellayelvalornominal dela

tensindesalidaregulada.b) Paralavariacinespecificadadelatensindeentrada,qu

variacintendremosalasalida?Cuntovaleelfactorderegulacindelnea?

c) Silacorrientedecargasereduceenun50%(debidoaunavariacinenelvalordelacarga),cuntovaleelvoltajede salida?Culeslamximacorrientedecargaparalaquelasalida estregulada?Quvoltajedesalidasetendrenesecaso? Culeselvalordelfactorderegulacindecarga?

52. LacaractersticaIVaproximadadeldiodoZenerdelcircuitodelafigura1semuestraenlafigura2.En

esta figura se indica que existe una cierta corriente (Imax

) que, en caso de hacersems negativa,

provocara ladestruccindel Zener. Sabiendoque sepuedemodificar la resistenciaRS(resistencia

variable),sepide:a)CalcularelvalordelaresistenciaR

SquehacequeelZenerseencuentreenelpunto1delacurva

delafigura2.b)CuleslatensinmsnegativaquepuedeexistirenbornasdelZenersinquesedestruya?c)LaresistenciaR

SvarahastaqueelZeneralcanzaelpunto2delacurvadelafigura2.Sinobtener

esevalordeRS,calcularelvalordeI

L..

d)CalcularahoraelvalordeRSquehaceposiblequeelZeneralcanceelpunto2delafigura2.

e)ElvalordeRScalculadoenelapartadod),esmximoomnimoparaqueelZener funcionesin

peligrodedeterioro?Porqu?(Razoneen23lneassurespuesta)DATOS:V

P=15V;R

L=2k;V

B=10V;V=0,6V;RD=1;RZ=2;Imax=0,1A

17

PROBLEMASELECTRNICA

TEMA-4 TRANSISTORES BIPOLARES 53. Losvoltajesdeterminaldevariostransistoresnpnsemidierondurantelaoperacinensuscircuitos

respectivos con los siguientes resultados. (Tabla).Indiquepara cada casoelmododeoperacindeltransistor.

Caso E B C12345678

000,70,70,72,700,10

0,70,8000,72,005,0

0,70,10,70,6005,05,0

54. Dos transistores, fabricados con lamisma tecnologa pero que tienen diferentes reas de unin,cuandooperanaunvoltajebaseemisorde0,72Vtienencorrientesdecolectorde0.2mAy12mA.DetermineISparacadadispositivo.Culessonlasreasdeuninrelativas?

55. EnunBJTparticularlacorrientedelabaseesde7.5Aylacorrientedelcolectoresde400A.

Determineyparaestedispositivo.56. Calculelosvaloresde,quecorrespondanavaloresdede0.5,0.8,0.9,0.95,0.99,0.995y0.999

.Determinelosvaloresdequecorrespondenavaloresdede1,2,10,20,100,200,1000y2000.57. A continuacin se tabulan lasmediciones de VBE y dos corrientes de terminal tomadas en varios

transistoresnpn.Paracadaunocalculeelvalorde lacorriente faltanteascomo, e Iscomoseindicaenlatabla.

58. Untransistornpndeuntipocuyaseespecificaquevarede60a300seacoplaenuncircuitocon

emisorconectadoatierra,colectora+9Vyunacorrientede50Ainyectadaenlabase.Calculeelintervalodelascorrientesdelcolectoryelemisorquepuedenresultar.Culeslaenergamximadisipadaeneltransistor?


59. ConsidereuntransistornpnparaelcualF=100,R=0.1eIs=1015A.

a)SieltransistoroperaenelmodoactivodirectoconIB=10pAyVCB=1V,calculeVBE,ICeIE.b)Ahora,opereeltransistorenelmodoactivoinversoconunvoltajedepolarizacindirectaVBC

igualalvalordeVBEencontradoena)yconVEB=1V.DetermineIC,IBeIE.60. Eltransistordelafiguratieneunade50.CalculeelvalordeRBparaquecuandoeltransistoreste

ensaturacin,lacorrientedebaseseaIB=10ICSAT

61. ConsidereelmodeloagransealpnpdelaFig.1.aplicadoauntransistorquetienels=1013Ay=

40.Sielemisorestconectadoatierra,labaseestconectadaaunafuentedecorrientequellegaa20Ade laterminalde labaseyelcolectorestconectadoaunatensinnegativode 10Vvaunresistorde10k,determineelvoltajedelcolector,lacorrientedelemisoryelvoltajedelabase.

Fig.1

62. UntransistorpnptieneVEB=0.8Vaunacorrientedecolectorde1A.CulesperaqueseaVEBaic=10mA?Aic=5A?

63. UntransistorpnpmodeladoconelcircuitodelaFig.1estconectadoconsubaseatierra,elcolectora1.5Vyunacorrientede10mAinyectadaensuemisor.Sisedicequetiene=10,culessonsuscorrientesenlabaseyelcolector?Enqudireccinfluyen?Sils=1016A,quvoltajeresultaenelemisor?Culserlacorrientedelcolectorsiseutilizauntransistor=1000?(Nota:elhechodequela corrientedel colector cambieenmenosde10.%paraun cambiograndede ilustraqueesunabuenaformadeestablecerunacorrientedecolectorespecfica)

Fig.1


64. Untransistordepotenciapnpoperaconunvoltajeemisorcolectorde5V,unacorrientedeemisorde

10AyVEB=0,85V.Para=15,culcorrientedebaseserequiere?Culesls,paraestetransistor?

65. EnlaconfiguracinindicadaenlaFig.aeltransistortrabajaconVCE=4V.LascurvasdesalidaparadichotransistorseindicanenlaFig.b

SabiendoquelascorrientesICOeIEO,tienenlosvalores2,1Ay1,5Arespectivamente;q=1,61019C;K=1,381023J/KyquelatemperaturaT=300KCalcular:a)ElvalordelascorrientesIE,IBeIC.b)Losvaloresde,FyR.c)LastensionesVBEyVBC.d)Lazonadefuncionamientodeltransistor.

VCC = VBB Fig a

IC (mA)

IB = 50 A 5 40 A 4 30 A 3 20 A 2 10 A 1

0 2 4 6 8 10 VC E (V) Fig b

66. Eltransistordelafiguratieneunade50.CalculeelvalordeRBparaquecuandoeltransistoresteensaturacin,lacorrientedebaseseaIB=10ICSAT

67. Paraloscircuitosdelafigura,supongaquelostransistorestienenunamuygrande.Sehanrealizadoalgunasmedicionesenestoscircuitosconlosresultadosindicadosenlafigura.Determinelosvaloresdelosotrosvoltajesycorrientesindicados.


68. Lasmedicionesenloscircuitosdelafiguraproducenlosvoltajesindicados.Determineelvalorde

paracadatransistor.

69. Paracadaunodeloscircuitosmostradosenlafiguradetermine:

a. Losvoltajesycorrientesdelemisor,baseycolector.Use=30,perosupongaqueVBE=0.7Vindependientedelniveldecorriente.

b. RepitaelproblemaanteriorcontransistoresparalosqueVBE=0.7VaIC=1mA


70. ConVBE=0.7VyVD=0.7Vindependientesdelacorriente=,determinea)LosvoltajesVBI,VE1,VC1,VB2yVC2,primeroconRencircuitoabiertoyluegoconRconectada.

b)Repitapara=100,primeroconRencircuitoabiertoyluegoconectada.

71. ParaelcircuitodelaFig.1,encuentrelosvoltajesdenodosindicadospara:

a) =b) =100

72. Con=100,diseeelcircuitomostradoenlafigurademodoquelascorrientesdepolarizacinenQ1,

Q2yQ3sean2mA,2mAY4mA,respectivamente,yV3=0,V5=4VyV7=2V.Paracadaresistorseleccioneelvalorestndarmsprximoutilizandolatabladevaloresnormalespararesistoresde5%delapndiceG.Ahora,para=100,calculelosvaloresdeV3,V4,V5,V6yV7.


TRANSISTORESMOST73. La tecnologa MOS se emplea para fabricar un condensador que utiliza la metalizacin de la

compuerta y el sustrato como electrodos del condensador. Encuentre el rea requerida por unacapacitanciade1pFparaunespesordexidoquevade5a40nm.Enelcasodeuncondensadordeplacacuadradade10pF,culessonlasdimensionesmximasnecesarias?

74. Conelconocimientodequep=0.4n,culdebeserelancho relativode losdispositivosMOSde

canalnycanalp,sitienencorrientesdedrenajeigualescuandooperanenelmododesaturacinconvoltajesdesobrecargadelamismamagnitud?

75. UndispositivoMOSdeenriquecimientodecanaln tienekn=50 A/V2,Vt=0.8VyW/L=20.El

dispositivohabrdeoperarcomo interruptorparaunVDSpequeoempleandounvoltajedecontrolVGSenel intervalode0a5V.Encuentre la resistenciade cierredel interruptor, rDS yel voltajedecierre,VDSobtenidoscuandoVGS=5Ve iD=1mA.Recordandoque p=0.4nculdebeserW/Lparaundispositivodecanalpqueproporcionaelmismodesempeoqueeldispositivodecanalnenestaaplicacin?

76. ConsidereunprocesoCMOSparaelcualLmn=0.8m,tox=15nm,n=550cm2/V.syVt=0.7V.

a)EncuentreCoxyknb) Para el transistor NMOS conW/L = 16 m/8 m, calcule los valores de Vov, VGS y VDSmnnecesariosparaoperareltransistorenlaregindesaturacinconunacorrientededeID=100A.c)Paraeldispositivoenb),encuentre losvaloresdeVovyVGSrequeridosparaqueeldispositivooperecomoresistorde1000paraunVDSmuypequeo.

77. ConsidereunMOSFETdecanalNcontox=20nm,n=650cm2/V.s,Vt=0.8VyW/L=10.Encuentrela

corrientedeldrenajeenlossiguientescasos:a)vGS=5VyVDS=1Vb)vGS=2VyVDS=1,2Vc)vGS=5VyVDS=0,2V

78. EnelcasodeunMOSFETqueoperaenlaregindesaturacinaVGSconstante,seencuentraqueiD

esde2mAparaVDS=4Vy2,2mAparaVDS=8V.Culesvaloresder0VAy?79. UnMOSFETtieneVA=50V.Paralaoperacina0.1mAy1mACulessonlasresistenciasdesalida

esperadas?Encadacaso,parauncambiodeVDSde1V,Qucambiodeporcentajedecorrientededrenajeesperara?

80. UntransistorNMOScon=0.01V1operaaunacorrientededcID=1mA.Siseduplicalalongituddel

canal,encuentrelosnuevosvaloresde,VA,IDyroparacadaunodelosdoscasossiguientes:a)VGSyVDSsonfijos.b)IDYVDSsonfijos

81. Todoslostransistoresdeloscircuitosmostradosenlafiguratienenlosmismosvaloresde|Vt|,k',W/Ly.Msan,esdespreciable.TodosoperanensaturacinaID=1y|VGS|=|VDS|=3V.EncuentrelosvoltajesV1,V2,V3YV4.Si|Vt|=1VeI=2mA,culeselvalorquedebetenerunresistorquepuedeinsertarseenserieconcadaconexindedrenajemientrassemantieneensaturacin?Culeselresistormsgrandequepuedecolocarseenserieconcadacompuerta?Sila


fuentedecorrienteIrequiereporlomenos2Ventresusterminalesparaoperarapropiadamente,culeselresistormsgrandequepuedecolocarseenserieconcadafuentedeMOSFETmientrasseaseguralaoperacinenelmododesaturacindecadatransistorenID=I?Enlaltimasituacinlmite,culessonlosvaloresresultantesdeV1,V2,V3yV4?

82. Diseeelcircuitodelafiguraparaestablecerunacorrientededrenajede1mAyunvoltajede

drenajede0V.ElMOSFETtieneVt=1V,nCox=60A/V2,L=3myW=100m

83. LostransistoresNMOSTdelcircuitodelafiguratienenVt=1V,nCox=120A/V2,=0yL1=L2=1mEncuentrelosvaloresrequeridosdeanchodepuertaparaqueQ1yQ2,yelvalordeRparaobtenerlosvaloresdevoltajeycorrientesindicados.

84. Enelcircuitomostradoenlafigura,lostransistoresestncaracterizadospor:|Vt|=2V,kW=1mA/V2,=0a)EncuentrelosvoltajesrotuladosVIaV7.b)Encadaunodeloscircuitosreemplacelafuentedecorrienteconunresistor.Seleccioneelvalordelresistorparaqueproduzcaunacorrientelomscercanaalafuentedecorrienteempleandoresistoresespecificadosenlatablade1%proporcionadaenelapndiceG.EncuentrenuevosvaloresdeVIaV7.


85. Considereelcircuitodepolarizacinmostradoenlafiguraqueempleaunafuentedealimentacinde

15V.ParaelMOSFETpor|Vt|=1,2V,kn=80A/V2,=0yW=240myL=6mHagaarreglosparaquelacorrientedeldrenajesea2mAconcasiunterciodelacorrientedelvoltajedealimentacinatravsdeRsyRD.Use22MparalamayordeRGIyRG2.CulessonlosvaloresdeRGl,RG2,RSyRDquehaelegido?Especifqueloshastadoscifrassignificativas.Parasudiseo,qutanlejosestelvoltajededrenajedelextremodesaturacin?

86. ParaelcircuitodelafiguraconI=1mA,RG=0,RD=5KyVDD=10V,considereelcomportamientoen

cadaunodeloscasossiguientes.EncadaunodeellosencuentrelosvoltajesVS,VDyVDSqueseobtienen:a) VT=1VyknW/L=0,5mA/V2b) VT=2VyknW/L=1,25mA/V2

87. ParaelcircuitodelafiguraRG=10M,RD=10KyVDD=10V,Paracadaunodelosdostransistoresconsidereelcomportamientoencadaunodeloscasossiguientes,encuentrelosvoltajesVGyVDqueseobtienen:

a) VT=1VyknW/L=0,5mA/V2


b)VT=2VyknW/L=1,25mA/V2

88. ElcircuitodelaFig.1empleadosMOSFETidnticosconK=k/2=20A/V2W/L=1VT=2V,con

lascaractersticasdesalidarepresentadasenlaFig.2

ID (A) VGS = 6,0 300 250 5,5 200 5,0 150 4,5

100 4,0 50 3,5 VGS = 2 V. 3,0 0 1 2 3 4 5 6 VDS (V) Fig 2

VD D = 6 V.

Q 2

+ Q 1 v0 + vi _ -

Fig 1

a)QutiposdeMOSFETson?.Sivi>VT,enquestadosestnQ1yQ2?b)Completarlatabla.

vi v0 VDS2 ID1 ID2

2V.

3V.

3,5V.

5V.

Siseconectavidetalformaquevi=V0,determinarc)LacorrientededrenajeenQ1.d)Latensinv0yVDS2


89. ElcircuitodelaFig.1empleaunMosfetdedeplexinQ2yunMosfetdeacumulacinQ1conlossiguientesparmetros:

K1=k/2=50A/V2VT1=1V.W1/L1=1 VDD = 5 V. iD2 Q2

iD1 +

+ Q1 v0 vi _ -

Fig 4-14

K2=k/2=30A/V2VT2=2,5VW2/L2=1a)ExpresarlasdistintasregionesdefuncionamientodelosMosfets.

b)EstandoQ2enzonahmica,obtenerlasdistintasrelacionesf(V0,Vi)=0,supuestoqueVivariadeformacontinua.

c)EstandoQ2enzonadesaturacin,obtenerlasdistintasrelacionesf(V0,Vi)=0.

90. Lapuertalgicadelafigura,utilizaVDD=30VyPMOSidealesdecaractersticas:

K=k/2=30A/V2VT=3V.W1/L1=3Completarlatablasiguiente VDD

Q3 V0 V1 Q1 Q2 V2 Fig 1

V1 V2 V0 ID3

0 0

0 VDD

VDD 0

VDD VDD

91. Elamplificadorde la figura1 tienedosMOSFETdeempobrecimientode lasmismas caractersticas:K=k/2=0,1mA/V2;W/L=1;VT=6V.Calcularelpuntodepolarizacin:ID,VDS,VGSparacada

unodelosMosfets.VDD=20V.RS1=RS2 =2,5K


92. ElCMOSdelafiguraestformadoporlacombinacindetransistoresNMOSyPMOSdeacumulacin,cuyascaractersticassonlassiguientes:

VDD = 9 V. Q2 PMOS Carga vi v0 Q1 NMOS Excitador

|K|=|k/2|=0,1mA/V2W/L=1|VT|=2V.a)Calcularlatensindesalidav0,cuandovitomalossiguientesvalores:2,3,6y7V

b)Esposiblequeambostransistoresestnsimultneamenteenzonadenosaturacin?

c)Sisedesconectaelgeneradorviyseconectanmedianteunaresistencialosterminalesdeentradaysalida,calcularlatensinv0.


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