1 Cartilla de problemas de ELECTRONICA I 2º cuatrimestre 2015 1- En el circuito de la figura, calcule: a) La ganancia de tensión Vo /VS. b) La máxima tensión de entrada que no produzca distorsión a la salida. c) Especifique las 4 características mas importantes del amplificador operacional ideal. Dibuje su modelo. d) Si el amplificador operacional está alimentado por una fuente de ±12V, ¿Cuál es la máxima excursión de la tensión de salida sin distorsionar? 4R R VS +15V + V BB 0 ,6 V VO 1 2R 2R VS +V cc + VO -V c c R P rob lem a 1 2 - En el circuito de la figura, calcule: a) La expresión de la tensión de salida en función de vs (t) y de VBB b) La máxima tensión de entrada que no produzca distorsión a la salida. -1 5 V R P rob lem a 2 4R R VS 3 - En el circuito de la figura, calcule: a) La expresión de la tensión de salida en función de vs (t) y de VBB b) La máxima tensión de entrada que no produzca distorsión a la salida. +10V + R VBB VO -10V R 1V Problema 3 Problema 4 +V CC + VO VS R2 R3 4 - Cacule la ganancia de tension en dB Datos: R1= 1K, R2=2K, R3= 1K, R4=10K -VCC R1 R4 5 - Para el circuito de la figura, calcule: a) La ganancia de tensión Vo/VS, b) Los valores de las resistencias para que las ganancia de tensión valga entre 50 y 100, cuando la resistencia R4 varia entre 5K y 10 K. Adopte R2/R1= 10 R2 R3 R4 R1 + Vo VS Problema 5 AAO-CAI-MGJ 2015 2 R2 R1 +Vcc - VS 6 - Si R1= 1K, R2=27K, V1=6V, VCC=12V y vS(t)= 20 cos (2 5000t)[mV], para el circuito de la figura: a) Grafique tensión de entrada y de salida en función del tiempo, indicando los valores. b) Determine la máxima tensión de entrada para que la salida no presente distorsión. c) Calcule la impedancia de entrada Zi que ve el generador. Vo + V1 Problema 6 7 - Determine para el circuito de la figura: a) La conductancia vo/IS b) La impedancia de entrada Zi que ve el generador IS. RA IS + RB Vo R3 - R2 R4 R1 Problema 7 R2 R1 VS RL - Vo + RO Zo Problema 8 8 - Teniendo en cuenta A = 50.000; RL= 100 y R2/R1= 99; calcule para el circuito de la figura: a) Corriente por la resistencia RL b) Ganancia de tensión en dB c) Impedancia de salida R4 9 - Para el circuito de la figura, pruebe que R3 R4 R2 R1 cuando se cumple que: iL VS R2 R1 VO - VS + R2 lL ZL R3 Problema 9 + VS R4 R3 10 - En el circuito de la figura, calcule: a) La ganancia de tensión Vo1 /VS, b) La ganancia de tensión Vo2 /VS c) La impedancia de entrada Zi R2 VO2 VO1 Z + Problema 10 AAO-CAI-MGJ R1 2015 3 R3 11 - En el circuito de la figura, determine: a) La ganancia de tensión saliendo por V01 (V01/VS) b) La ganancia de tensión saliendo por V02 (V02/VS) c) La impedancia de entrada siendo: I) R3=R1; II) R3= R2 R2 2R1 R1 - VS - Vo1 + Vo2 + Problema 11 + - (a) VS - + R4 R3 R1 R2 Vo R5 12 - Calcule: a) La tensión entre el pto. (a) y masa b) La ganancia de tensión vo/vs c) La impedancia de salida Problema 12 VO R 13 - En el circuito de la figura, calcule: a) La impedancia que ve el generador VS1 b) La impedancia que ve el generador VS2 c) Si VS1=1V; VCC=±15V; Ro=100Ω; R1=1 KΩ ¿Cual es el máximo valor que puede tener VS2? RO + - VS1 R R1 V S2 R + - Problema 13 Z4 Z5 Z1 VS Z2 14 - Siendo y =1/z, compruebe que la ganancia de transferencia del circuito es: Vo - Z3 + Vo y1 y3 Vs y3 y4 y5 ( y1 y 2 y3 y4 ) Problema 14 15 - Para el circuito de la salida en función de v1(t) y salida. c) Si v1(t) = 3 sen 1000t+)[V], calcule la salida vo(t). - V1 R + VO + V2 - - R + - + Problema 15 AAO-CAI-MGJ R2 R R1 figura: a) Encuentre la tensión de v2(t) b) Calcule la impedancia de (2 1000t)[V] y v2(t) = 3 sen (2 máxima amplitud de la tensión de R3 2015 4 16 - En el circuito de la figura, calcule: a) La corriente por la resistencia RL, en función de la corriente de entrada. b) Calcule la impedancia de entrada Zi c) Considerando que las resistencias tienen una tolerancia del ±10%, calcule el intervalo de variación de la ganancia de corriente. Datos: R1 = 10 KΩ; R2 = 1 kΩ; RL= 100Ω 17 - En el circuito de la figura, calcule: a) La ganancia de tensión Vo/VS, b) Encuentre el desfasaje entre la tensión de salida y la tensión de entrada en función de R. c) Encuentre el módulo de la tensión de salida en función de la frecuencia. RL + R1 IS iL R2 R1 R1 - VS VO + R C RL 18- Diseñe un filtro pasa bajo de primer orden, la frecuencia de corte debe ser 3300 Hz. con una ganancia de 10 veces en la banda de paso. Dibuje el diagrama de Bode de magnitud y exprese la ganancia en función de la frecuencia, particularizando para ω << ωi , ω = ωi , ω >> ωi 19- Diseñe un filtro pasa alto de primer orden, la frecuencia de corte debe ser 300 Hz con una ganancia de 10 dB en la banda de paso. Dibuje diagrama de Bode de magnitud y exprese la ganancia en función de la frecuencia y particularice para ω << ωi , ω = ωi , ω >> ωi 20- Coloque en cascada los filtros de los problemas 18 y 19 y dibuje el diagrama de Bode del conjunto VS Filtro Pasa Alto Filtro Pasa Bajo VO b) Invierta la posición de los filtros ¿Qué diferencia hay? 21- Obtenga un filtro pasa-bajo y uno pasa-alto ambos con ganancia 0 dB en la banda de paso y frecuencias de corte 10 KHz y 100 Hz respectivamente, colocarlos en cascada y obtener el diagrama de Bode. AAO-CAI-MGJ 2015 5 22 - En el circuito de la figura, encuentre: 22K a) Ganancia de tensión en función de la frecuencia. Grafique. 2.2K 4.7nF Vo + 1K b) Si el circuito está excitado por una señal triangular de 1 KHz, grafique la forma de onda de la tensión de salida y de entrada. c) Repita el punto anterior considerando que la señal triangular es de 40 Kz de frecuencia. 3.3nF 23 - En el circuito de la figura, encuentre: a) Ganancia de tensión en función de la frecuencia. Grafique. b) Si el circuito está excitado por una señal cuadrada de 10K 100K - 10 KHz, grafique la forma de onda de la tensión de salida y de entrada. c) Repita el punto anterior considerando que la señal cuadrada es de 100 Hz de frecuencia. Vo + 1K 24 - Determinar la tensión media y eficaz que le llega a la carga del circuito de la figura con la llave abierta . Calcular la potencia que disipa R con la llave abierta y cerrada. 25 – A)El circuito de la figura 25A se lo excita con las señal de la fig. . Determinar la forma de onda de la salida. Explique porque a este circuito se lo llama compuerta ‘O’. d1 V1 Vo d2 V2 1K Prob 25A d1 B)- El circuito de la figura 25B se lo excita con las señales anteriores. Determinar la forma de onda de la salida. Explique porque a este circuito llama compuerta ‘Y’. d2 Vo 10V V1 V2 se lo 1K Prob 25B AAO-CAI-MGJ 2015 6 26- En el circuito de la fig. determinar que lampara se enciende en los sigguientes casos : a) Vi = 6v b) Vi = - 6v c) Vi = 6 sen wt d) Vi = 0v ¿Qué aplicación le daria a este circuito? 27- Si en el circuito de la fig. la tensión Vi = 10 sen wt dibujar la forma de onda de la tensión de salida.- 28- Si en el circuito de la figura la tensión V1 es una señal senoidal de 16 volts de pico. Dibujar la forma de onda de la tensión de salida.- 29- Repetir el punto anterior para los circuitos de las siguientes figuras : A, B, C 30- Dibujar forma de onda de salida si la entrada es una onda cuadrada de 5 volt, luego invertir el diodo y dibujar nuevamente. 31- Se desea diseñar una fuente de alimentación con filtro LC, que tenga una tensión de salida de 20 Volts sobre la carga, con una corriente de 5 Amperes. a) Dibuje el circuito. b) Calcule los componentes, involucrados si se desea que la fuente trabaje siempre a la derecha del punto crítico. c) Grafique la tensión de salida en función de la corriente de salida ( EL = f (IL)). d) Grafique la corriente que circula por los diodos en función del tiempo, para las siguientes situaciones: i) La fuente trabaje a la derecha del punto crítico, ii) La fuente trabaja a la izquierda de este punto. AAO-CAI-MGJ 2015 7 32 - Para la fuente de la figura, y con los datos dados: a) Encuentre el valor de la inductancia L a usar en el circuito. b) Calcule la variación de tensión a la salida, si la corriente en la carga varía entre 0,7A y 2A. c) Calcule la máxima resistencia de carga a conectar. d) Calcule el valor del capacitor C. e) Especifique el transformador. Datos : Rs=1,5 , ELmáx = 14V; r%≤ 0,6% Rs D L EL C Rs RL D 33 - Una fuente, idéntica a la del punto anterior, tiene C= 1000F y L= 100 mHy: a) Encuentre el valor de las resistencias de carga mínima y máxima para que la fuente funcione correctamente. b) Trace la gráfica EL = f (IL), determinando por lo menos tres puntos para ello. c) Calcule el factor de ripple para plena carga. d) ¿Como afecta a la tensión de salida la variación de la resistencia de carga? Datos: Trafo: 220V/ 18V+18V, Ief T = 1,2 A; Rs =0,5 , 34 - En una fuente los diodos son de 1A / 100V y el Transformador es de 220/ 15+ 15V / 2A; L= 20mHy ; C= 4700 F y Rs= 0,2. Calcule: a) La resistencia de carga máxima y la mínima para no dañar los elementos del circuito b) Calcule el valor de la corriente crítica. 35 - En una fuente con filtro LC, cuyos datos son : Trafo 220/ 18+ 18V / 2A; L= 100mHy; C = 1000 F, Rs= 0,5: a) Especifique el transformador para que la fuente entregue RS L una corriente de carga máxima de 1,8 A. b) Encuentre la resistencia de drenaje (Rd) para que la tensión C Rd de salida cambie lo menos posible cuando la corriente de carga varie de 0 A a 1,8 A RS c) Especifique los diodos y encuentre el valor de la mínima tensión de salida. 36- En una fuente cuyos datos son : Trafo 220/ 12+ 12V / 2A; L= 100mHy ;C = 1000 F; Rs= 1, calcule: a) La resistencia de carga máxima y la mínima para trabajar a la derecha del punto critico. b ) La tensión y corriente de salida para ambos casos del punto (a). c) Especifique los diodos 37- En una fuente con filtro LC conociendo que la corriente por Rd es de 0,5A: a) Encuentre la tensión VL mín y corriente de salida IL máx b) Encuentre la resistencia de carga minima (máxima carga) c) Calcule el capacitor y la inductancia. d) Especifique los diodos. Datos: Trafo: 220/12V+12V /5 A; Rs=0.3 AAO-CAI-MGJ 2015 EL RL 8 38- a) Diseñe el circuito para que cumpla: E Lmín 12V 0,5 A I L 2,5 A y r % = 5% b) Si la tensión de línea Vlínea, varía en ±15%, determine cuantitativamente que sucede con la tensión de salida ĒL ; con el factor de ripple r % y con la tensión de ripple. c) Si el capacitor C incrementa su valor, determine que sucede con: i) la variación de tensión en la carga: mejora, empeora o se mantiene igual. Justifique su respuesta. ii) la corriente eficaz de transformador: aumenta, disminuye o se mantiene constante. Justifique su respuesta. iii) el ripple: aumenta, disminuye o se mantiene constante. Justifique su respuesta. 39 - Para el circuito de la figura y teniendo en cuenta los siguientes datos: Vcc=15V; β=100; Vbe =0,5V; R1=22K , R2=6,8K , R3= 1,2 K , R4= 560 , C=5F, encuentre: a) Como varia el punto de polarización Q cuando varia β=150 y β=50 b) Dibuje la recta de carga c) Determine la máxima señal de salida sin distorsión Vcc R3 R1 VO Q1 CS VS R2 R4 40 - Considerando el circuito y la gráfica de la fig encuentre a) Los elementos del circuito y el punto de polarización. b) ¿Como cambia el pto, de polarizacion si la tension de fuente varia un 10 %? Vcc R1 RC CO C1 VS R2 Q1 VO RE CE R1 41 - En el circuito dado y considerando los siguientes datos: Vcc =12 V; β=100; R1= 56K , R2= 56K, R3= 1,2 K , RS = 560, encuentre: a) El punto de polarización b) Si =200, determine que sucede con el punto de polarización AAO-CAI-MGJ R2 R3 Vcc C CS Q1 VO RS VS RS= 560 R1=R2= 56 K R3= 1,2 K 2015 Vcc RC R1 42 - Para el circuito de la fig. determine los elementos del circuito para que el punto de polarización sea : IcQ 1= IcQ 2 = 2 mA VCE Q2 = 6 volts. 9 R1 VO CS Q2 Q1 VS R2 C2 R2 RE Datos : Vcc= 15 v; 1=β2= 100 R1 43 - En el circuito dado y sabiendo que 1=100, 2=5 Vcc = 15V y Vbe = 0,6V: a) Encontre los elementos del circuito para que el punto de polarizacion de Q2 sea : VCE2 = 6v IC2= 50 mA b) Escriba la ecuacion exacta de la recta de carga estática (de c.c.) y a partir de ella dibujarla, marcando los puntos característicos. VCC R4 CS Q1 VO Vs Q2 R2 R3 Q2 VCC R1 44 - En el circuito de la fig 6 encuentre los puntos de polarizacion de los transistores Q1 y Q2. Datos: Vcc=12 v Vbe=0.6v Re=560 Cs=0.1F 1 = 2 = 100 R2= 56k R1=220K R3=2k2 CS R3 VO Q1 Vs R2 Re Vcc R3 R1 Q2 VO CS Q1 R4 VS R2 46- Determine el punto de funcionamiento de los Transistores de los siguientes circuitos: 45- En el circuito de la figura 9 y teniendo en cuenta los siguientes datos: Vcc = 12V; = 100; Vbe = 0,6V; =100, R1= 100 K , R2=270 , R3= 4,7 K , R4= 470 a) Encuentre el punto de polarización de los transistores Q1 y Q2 b) Calcule la potencia disipada en el punto estatico. 3K 6V 33K =100 15v =100 6V 5v (A) AAO-CAI-MGJ 100 4,7K 12V 12V =100 470 (B) (C) 2015 10 Led VCC 10K 10 47 - En el circuito propuesto, VCC =15V, VBE =0.6V, = 300, RC = 12K : a) Para que valor de α se corta el transistor? b) Para que valor de α se satura el transistor? c) Que valor de α permite la máxima excursión de salida? d) Cuando el transistor está saturado se comporta como llave abierta o cerrada?. 48- En el circuito de la figura calcule: a) Ganancia de tensión b) Impedancia de entrada c) Calcule el máximo valor de la tensión de entrada Vs, para que la salida no presente distorsión, si VCE2 = 6v IC2= 50 mA Datos : hfe1=100, hfe2=5; hie 1 = hie 2= 1000Ω; Vcc = 15V y Vbe = 0,6V Vcc RC R1 R1 VO CS Q2 Q1 VS R2 C2 R2 RE R1 Vcc R1 R3 R3 C2 CS VO Q1 VS R2 R4 AAO-CAI-MGJ Q2 C3 R2 R4 C4 C2 VCC Q2 CS Q1 VO CO RS R2 Re 49 - Usando los resultados de TP anterior, calcule para el circuito de la fig: a) Ganancia de tensión b) Impedancia de entrada c) Impedancia de salida Datos : Vcc= 15 v; hfe1= hfe2=100; hie 1 = hie 2= 1000Ω 50 - Para el circuito de la figura y teniendo en cuenta los siguientes datos: Vcc=15V; β=100; Vbe =0,5V; R1=22K, R2=6,8K, R3= 1,2 K, R4= 560 , C=5F: a) Calcule la ganancia de tensión en función de y determine los límites de la misma para tener una salida sin distorsión. b) Dibuje la señal de entrada y de salida en función del tiempo, en un mismo gráfico. R1 Rc Vs RC 1K R3 R1 Vcc VO CS R2 Q1 VS R4 51- Sabiendo que el rango de funcionamiento del amplificador de la figura es de 100Hz a 15KHz, calcule los siguientes parámetros: a) Resistencias R1, R2, R3, R4 b) Capacitores C1, C 2 c) Ganancia de tensión AV=Vo/Vs Datos: Vbe = 0,6 V; = 100; hie = 1K; 1/hoe = 100KΩ; hfe = 100, Vcc=12V Punto de polarización: ICE= 5mA; VCE= 3V 2015 11 52 - Para el circuito de la figura, calcule: a) Ganancia de tensión b) Impedancia de entrada Datos: hie1 = hie2 = 1KΩ, hfe1= hfe2=100 Vcc R2=3K6 R3=10K RC=2K2 R1=10K VO Q1 Q2 CS VS Q2 VCC R1 CS R3 Q1 Vs R2 Re VO 53 - Usando los resultados de TP anterior, en el circuito de la fig calcule: a) Ganancia de tensión y de corriente b) Impedancia de entrada c) Impedancia de salida Datos: hie1 = hie2 = 1KΩ, hfe1= hfe2=100; Vcc=12V; Vbe=0.6V; Cs=0.1F; 1 = 2 = 100; Re=560, R2= 56K; R1=220K; R3=2K2 54 - En el circuito de la figura y teniendo en cuenta los siguientes datos: Vcc = 12V; AB = 300 Hz-33000 Hz; = 100; Vbe = 0,6V; hie =1K ; hfe =100, R1= 100 K , R2=270 , R3= 4,7 K , R4= 470 c) Encuentre el punto de polarización de los transistores Q1 y Q2 . d) Calcule la ganancia de tensión. e) Calcule el valor del capacitor Cs. f) Obtenga el máximo valor de la tensión de entrada Vs, para que la salida no presente distorsión. g) Calcule la potencia disipada en el punto de trabajo. h) Calcule las impedancias de entrada y de salida. AAO-CAI-MGJ Vcc R3 R1 Q2 VO CS Q1 R4 VS R2 2015
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