Primer Parcial (Diciembre) Fundamentos de Electrónica 2013/2014

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EJERCICIO 1

Dadoelsiguientecircuito,calculeelvalordelvoltajeV0paraunaViquevaríaentre ∞,∞ .(1.25puntos)Supongaelsiguientemodelolinealparalosdiodos:

LatensiónendirectadetodoslosdiodosesVγ=0.7V. Eldiodozenertieneunatensiónderupturade|Vz|=3.3V. ConsidereR1=R2=R3

EJERCICIO 2

SeaelsiguientecircuitobasadoenuntransistorbipolarNPNdondetodosloscondensadoressondedesacoplo.

βf=200,VCC=12V,VA=10V,RB=2kΩ,R1=15kΩ,R2=1kΩ,R3=0.5kΩ,R4=5kΩ

a) Calcular el punto de polarización. Considere VBE = 0,8 V. Resolver sin despreciar lacorrientedebase.(0.75puntos)

b) Representarelmodelodepequeñaseñaldelcircuito.(0.25puntos)c) Obtenerlaganancia(A=V0/Vi)delcircuitoenpequeñaseñal.

SupongaVT=25,8mV,gm=IcQ/VTyrπ=β/gm.(0.5puntos)d) CalculeelvalormínimodeRBparaqueeltransistoropereenactiva.

(0.5puntos)

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EJERCICIO 3

Seaelsiguientecircuito.

R=3KΩ,VT=1V,W/L=60,K=20µA/V2

a) ¿Enquéregiónestá trabajandoesteMosfetdecanalnen funcióndeVG? Justifique la

respuesta.(0.5puntos)

b) Exprese,comoecuacióndesegundogrado, lacorriente IDen funciónde latensiónVG.CalcúlelaparaunaVGde2V.(0.5puntos)

EJERCICIO 4

Para el circuito mostrado a continuación determinar la ganancia en tensión Vo/Vi.Considerando la alimentación del amplificador operacional entre +12V y ‐12V, calcule loslímitesdeViparaqueopereenlaregiónlineal.

(1.25puntos)

R1=2kΩ,R2=1kΩ,R3=15kΩ,R4=6kΩ

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EJERCICIO 5

LaconfiguracióndefuentecomúnbasadaenunMOSFETdecanalNdelafigura(a)ofreceunaganancia|Vo/Vi|=9.6sintenerencuentaelefectoEarly,mientrasquesilotenemosencuentaconVA=10V,lagananciasereducea4.9.

(a)(b)

VDD=24V,VG=3V,R1=5kΩ,R2=1kΩ,R3=20kΩ,R4=7kΩ,R5=5kΩ

VT=1V,W/L=60,K=20µA/V2Para minimizar la reducción de la ganancia debida al efecto Early, se propone la etapaamplificadora de la figura (b) formada por dos transistores idénticos. Demostrar que laganancia de la etapa amplificadora de la figura (b), teniendo en cuenta el efecto Early conVA=10Vparaambostransistores,essuperioraladelafigura(a).Paraello:

a) CalculeelpuntodepolarizaciónconsiderandoambastensionesumbralesigualesysintenerencuentaelefectoEarly.(0.75puntos)

b) Representeelmodelodepequeñaseñal,incluyendoelefectoEarly.(0.75puntos)

c) Siendo 2 y ,calculelagananciaentensiónA=Vo/Vi,teniendoen

cuentaelefectoEarly.(1punto)

CUESTIÓN 1

En el circuito de la figura (b) del Ejercicio 4 se ha considerado la tensión umbral de ambostransistores igual a 1V. Si los transistores NMOS fueran fabricados en unmismo substrato,¿cómo afectaría a su tensión umbral? Justifique su respuesta y describa el fenómeno que locausa.(1punto)

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CUESTIÓN 2

Dado unmaterial semiconductor base de Germanio, calcule la concentración de portadoresmayoritariosyminoritariosylaconductividadpara:

a) Casointrínsecob) UndopajehomogéneoconmezcladeimpurezasdonadorasND=1017cm–3eimpurezas

aceptadorasNA=1015cm–3.Calcule la concentración de portadores que nos proporciona la mínima conductividad delmaterialsemiconductor.Datos:ni=2.361013cm−3,μn=3900cm2/(Vs),μp=1820cm2/(Vs),q=1.610−19C,T=300K(1punto)