guia de ejercicios electronica

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Ingeniería Industrial - UNMSM

Mag. Hilmar Hinojosa Lazo 1

DIODO SEMICONDUCTOR

1. Utilizando para el diodo el modelo ideal, analice el circuito de la figura y determine los valores

de la corriente I y de la tensión V.

2. Para el siguiente circuito se muestra la gráfica de la tensión de entrada Vin. Graficar la tensión

de salida Vo. Suponer que los diodos son ideales.

3. Utilizando para el diodo el modelo ideal, analice el circuito y grafique la salida Vo. Se sabe que

Vs es una señal senoidal de 10 V de amplitud, R1 = R2 = 5 Ohms.



4. Utilizando para el diodo el modelo ideal, analice el circuito y calcule las corrientes I1 e I2.

5. Utilizando para los diodos sus modelos ideales, analice el circuito y calcule Vo si se sabe que

V1 = 5V y V2 = 0V.

6. En la figura se muestra un circuito para el cual R1 = R4 = 5 kΩ y R2 = R3 = 10 kΩ. Calcular el

voltaje en el nudo a y las corrientes que circulan por los diodos, teniendo en cuenta que VCC = 15 V. Para los diodos se utilizará el modelo ideal.

7. Grafique un circuito limitador que permita recortar una onda senoidal de 15 V pico, en 7V y

-2V. 8. En la figura se muestra un circuito para el cual R = 5 kΩ, E = 8V y Vi = 3V. Calcular el voltaje

Vo. Para los diodos se utilizará el modelo ideal.



9. Para el circuito de la figura, calcular la corriente Ix y la tensión Vx.

10. Para el circuito de la figura, calcule la corriente Ix y la tensión Vx.

11. Grafique el circuito cuya entrada y salida se muestran en la figura.



12. Analice el siguiente circuito y grafique la tensión entre los puntos A y B.

V1

A

R

B

V2

D1

D2

V1

t

V2

t

15 V

- 15 V

10 V

- 10 V

13. Grafique el circuito cuyas señales de entrada Vi y salida Vo se muestran a continuación.

DIODO ZENER 14. Se tiene un rectificador de media onda al que se alimenta con una señal senoidal cuyo voltaje

máximo es 20 V. El diodo semiconductor utilizado se quema y no existe otro similar para reemplazarlo. Solo hay a la mano un diodo zener con Vz = -5V. ¿ Cómo sería la salida del circuito si decidiéramos colocar dicho diodo zener en lugar del diodo original ? Para el análisis utilice el modelo ideal del zener.

15. Se tiene un rectificador de onda completa al que se alimenta con una señal senoidal cuyo

voltaje pico a pico es 60 V. ¿ Cómo sería la salida del circuito si se cambian los diodos semiconductores por diodos zener con Vz = 6 V. Para el análisis utilice el modelo ideal del zener.



16. Los diodos zener del siguiente circuito tienen un tensión de ruptura de -5 V. Calcule el valor de las corrientes I1 e I2.

17. Los diodos zener del siguiente circuito tienen un tensión de ruptura de -5 V. El valor pico de la señal Vs es de 20 V. Grafique la señal de salida Vo.

18. Utilizando para los diodos sus modelos ideales, analice el circuito y grafique la entrada Vi y la

salida Vo. Se sabe que Vi es una señal senoidal de 20V de amplitud.

19. Utilizando para los diodos sus modelos ideales, analice el circuito y calcule las corrientes I1 e

I2. El Diodo zener tiene un voltaje Vz = - 7V.

20. El diodo zener del siguiente circuito tiene una tensión de ruptura de -5 V. El valor pico de la señal senoidal Vi es de 15 V. Grafique la señal de salida Vo. Use los modelos ideales.



21. El diodo zener de la figura tiene una tensión de ruptura de -5 V. El valor pico de la señal senoidal Vi es de 20 V. Grafique la señal de salida Vo. Use los modelos ideales.

22. El diodo zener de la figura tiene una tensión de ruptura de -5 V. El valor pico de la señal

senoidal Vi es de 20 V. R1 = R2 = 1K, E = 2V. Grafique la señal de salida Vo.

23. El diodo zener del circuito de la figura tiene una tensión de ruptura de -6 V. El valor pico de la

señal senoidal Vi es de 15 V. Grafique la tensión entre los puntos X e Y.

24. Analice el siguiente circuito y grafique la tensión entre los puntos A y C. La señal Vi tiene una

amplitud de 10 voltios y la tensión de ruptura del diodo zener es de -7 voltios.



TRANSISTOR 25. Al siguiente circuito se le denomina circuito de polarización fija. Determinar la ecuación de

polarización de base y la ecuación de la recta de carga de c.c.

26. Analice el siguiente circuito y determine la zona de trabajo del transistor.

27. Analice el siguiente circuito y determine la zona de trabajo del transistor. Justifique su

respuesta.

28. Dado el siguiente amplificador, escriba la ecuación de polarización de base y la ecuación de recta de recta de c.c.



29. Dado el siguiente circuito, grafique la recta de carga de corriente continua.

30. Dado el siguiente circuito, grafique la recta de polarización de base, sabiendo que el transistor 2N3904 tiene un factor de amplificación de corriente en base común de 0.95.



31. Determine la zona de operación del transistor de la figura. El voltaje de ruptura del diodo zener es de -6V.

32. Para el siguiente circuito, graficar la recta de polarización de base y la recta de carga de

corriente continua. Vcc = 10 V, Rb = 250 K, Rc = 4.7 K, Re = 1.2 K, β = 90.

33. Determine la zona de operación del transistor en el siguiente circuito. El voltaje de ruptura de los diodos zener es de - 4V.

34. Determine la zona de operación del transistor en el siguiente circuito. El voltaje de ruptura de

los diodos zener es de – 6 V.



35. Un transistor BJT cuyo parámetro β es 99, se utiliza en la implementación de un amplificador de emisor común. Haciendo una medición en la resistencia de colector cuyo valor es de 0.5 KΩ, se determina que la corriente correspondiente al punto Q es de 9.9 mA. Grafique la salida del amplificador para una señal de entrada como la que se muestra a continuación:

36. Graficar la ecuación de polarización de base y la recta de carga de corriente continua para el

siguiente circuito:

37. Para el siguiente circuito, hallar la ecuación de polarización de base y la ecuación de la

recta de carga de corriente continua.

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

38. La señal Ve del siguiente circuito es una onda cuadrada que varía entre +5 V y – 5 V. Grafique

las formas de onda Ve y Vs.



39. En el siguiente circuito de la figura: a) ¿ Cuál es la salida ideal ? b) ¿ Cuál es la salida si el OPAMP se energiza con 12 y -12 voltios ?

40. Se tienen 2 señales v1(t) y v2(t). Grafique un circuito que permita generar una señal que sea la

integral de 3v1(t) – 5v2(t).

41. Se tienen 3 señales v1(t), v2(t) y v3(t). Grafique un circuito que permita comparar la suma de v1(t) y v2(t) con la derivada de v3(t).

42. Se tienen cuatro señales v1(t), v2(t), v3(t) y v4(t). Grafique un circuito que permita

comparar el promedio de v1(t) y v2(t) con el resultado de la diferencia entre v3(t) y la derivada de v4(t).

43. Se tienen las señales v1(t) y v2(t). Graficar un circuito que permita generar el promedio de la

derivada de v1(t) y la integral de v2(t).

44. Se tienen las señales v1(t), v2(t), v3(t), v4(t) y v5(t). Graficar un circuito con la menor cantidad posible de amplificadores operacionales que permita comparar la integral del promedio de v1(t), v2(t) y v3(t) con la derivada de la diferencia de v4(t) y v5(t). Utilice resistores cuyos valores sean múltiplos de 5K.

45. Se tienen tres señales v1(t), v2(t) y v3(t). Grafique un circuito con la menor cantidad de

OPAMPs que permita amplificar ocho veces el resultado de restar v1(t) y la integral del promedio de v2(t) y v3(t). Utilice resistencias que sean múltiplo de 5K.

46. Se tienen las señales v1(t), v2(t), v3(t) y v4(t). Graficar un circuito con la menor

cantidad posible de amplificadores operacionales que permita comparar el promedio de la integral de v1(t) y la derivada de v2(t) con el resultado de calcular 3v3(t) - 5v4(t). Utilice resistores cuyos valores sean múltiplos de 5K.

47. Se tienen las señales v1(t), v2(t) y v3(t). Grafique un circuito con la menor cantidad

posible de OPAMPs y utilizando resistores múltiplos de 5K, que permita obtener el resultado de la siguiente expresión:



CIRCUITOS DIGITALES 48. Diseñe un circuito combinacional con compuertas lógicas, que tenga cuatro entradas: a, b, c y

d. y tres salidas: S1, S2 y S3. Los bits a y b representan un número N1 y los bits c y d otro número N2. El circuito debe comparar N1 y N2 generando los siguientes valores en las salidas:

S1 = 1 si N1 > N2 y 0 en cualquier otro caso S2 = 1 si N1 = N2 y 0 en cualquier otro caso S3 = 1 si N1 < N2 y 0 en cualquier otro caso

49. Rediseñe el siguiente circuito usando multiplexor.

50. Se cuenta solamente con compuertas NAND de 2 entradas. Implemente con la mínima

cantidad de estas, las siguientes funciones boolenas: a) f1 = a b) f2 = a + b c) f3 = a . b

51. Diseñe un circuito combinacional, que reciba como entrada un número N de 4 bits en binario, y

que proporcione dos funciones de salida f1 y f2 tales que:

a. f1 = 1 cuando N sea múltiplo de 4 ó de 5, f1 = 0 en caso contrario ( se supone que N = 0 es múltiplo de cualquier número).

b. f2 = 1 cuando N tenga al menos dos bits ‘1’ seguidos, f2 = 0 en caso contrario. f1 debe implementarse con decodificador y f2 con compuertas lógicas.


53. Un circuito lógico tiene 5 entradas y 1 salida. Cuatro de las entradas, A, B, C y D representan un dígito decimal. La quinta entrada, E, es de control. Cuando el control E esté en “0” lógico, la salida estará en “0” lógico si el número decimal es par y en “1” lógico si es impar. Cuando el control esté en “1”, la salida será “1” cuando la entrada sea múltiplo de 3 y “0” en caso contrario. Diseñe el circuito usando multiplexor.



54. Rediseñe el siguiente circuito usando decodificador.

55. Se cuenta solamente con compuertas NOR de 2 entradas. Implemente con la mínima cantidad

de estas, las siguientes funciones boolenas:

a) f1 = x b) f2 = x + y c) f3 = x . y

56. Diseñe un circuito combinacional que reciba como entrada un número binario de cuatro bits. En

la salida se debe generar su equivalente decimal de la siguiente manera: un bit para representar las decenas, y otros cuatro bits para representar las unidades. La implementación debe hacerse con compuertas lógicas. Grafique solo el circuito de la salida más compleja.


58. Rediseñe el siguiente circuito usando decodificador.



59. Diseñe un circuito combinacional que reciba como entrada un número binario de cuatro bits. En la salida se debe generar su correspondiente complemento a dos. Para calcular el complemento a dos se debe invertir los dígitos del número y luego sumarle 1. El número obtenido debe tener la misma cantidad de dígitos que el original. Por ejemplo, si el número es “1001”, al invertir sus dígitos se obtiene “0110” y luego al sumarle “1” se obtiene el número “0111”. La implementación debe hacerse con compuertas lógicas. Grafique solo el circuito de la salida más compleja.


61. Diseñe un circuito combinacional que tenga cuatro entradas W, X, Y y Z. W y X representan un número N1. Y y Z representan un número N2. Las salidas del circuito representan un número N3 que se obtiene multiplicando N1 y N2. Implementar la salida más simple con compuertas lógicas y el resto de salidas con decodificadores.


Nota:

63. Diseñe un circuito combinacional que tenga cuatro entradas W, X, Y y Z. W y X representan

un número N1. Y y Z representan un número N2. Las salidas del circuito representan un número N3 que se obtiene elevando ( N1 + 1 ) a la potencia N2. Implemente la salida más simple con compuertas lógicas y la salida más compleja con decodificador.

64. Diseñe un circuito combinacional que tenga cuatro entradas A, B, C y D que representan un

número decimal N1. Las salidas del circuito representan un número decimal N2 que es la cantidad de divisores de N1. Considere que cero tiene cero divisores. Implemente la salida más simple con compuertas lógicas y la salida más compleja con decodificador.



65. Rediseñe el siguiente circuito usando multiplexores.

66. Diseñe un circuito combinacional cuyo diagrama de bloques se muestra a continuación:

Las entradas W,X,Y, Z representan un número decimal N. El display debe mostrar una vocal en mayúsculas dependiendo del valor de N tal como se indica en la siguiente tabla:

Valor de N Vocal mostrada en el display 0 <= N < 3 A 3 <= N < 6 E 6 <= N < 9 I

9 <= N < 12 O 12 <= N < 16 U

Implemente: - las salidas a y b con compuertas lógicas - las salidas c, d y e con multiplexor - las salidas f y g con decodificador.



67. Diseñe un circuito digital que tenga cuatro entradas A, B, C y D, que representan un número decimal N1. Las salidas del circuito representan un número decimal N2 que es la cantidad de múltiplos de N1 que hay desde N1 hasta 50. Por ejemplo, si N1 es 10 sus múltiplos entre 10 y 50 son 10, 20, 30, 40 y 50, por lo tanto N2 será 5. Halle las expresiones simplificadas de todas las salidas y grafique solamente el circuito de la salida más compleja.


69. Diseñe un circuito digital que tenga cuatro entradas A, B, C y D. Las entradas A y B

representan un número decimal N1. Las entradas C y D representan un número decimal N2. Las salidas del circuito representan un número decimal N3 que es el mínimo común múltiplo de N1 y N2. Halle las expresiones simplificadas de todas las salidas y grafique solamente el circuito de la salida más compleja. Nota: El m.c.m. de cero y cualquier otro entero es cero.

70. Implemente un circuito usando solamente compuertas NAND que funcione exactamente igual

al siguiente circuito:

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