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(3) EJERCICIO 1 (realizar los clculos con una precisin de 5 cifras significativas)Obtener analticamente y dibujar la grfica de la funcin Ii= f(Vi) en el circuito de la figura.

DATOS: Diodos -> V= 0,7 V, Rf= 0, Rr= Diodo zener -> V= 0,7 V, VZ= 1,9 V, Rf= 0, Rr= , RZ= 0

Vi

_

+

Ii

50

50 50

D1

D2

D3

D4

D5

Z1

D6

D7

Con Vinegativas slo puede conducir el diodo D7 y conducir para Vi< V= -0,7 V

* Vi-0,7 V => D7 conduce y el resto de diodos en corte. El circuito equivalente sera:

AV

I i

i

100

7,0+=

Para Vi > -0,7 V el diodo D7 entra en corte e Ii = 0. Al no haber

corriente por el circuito VA= VB= Vi.Para que conduzcan los diodos D1, D2, D3, D4 y D5 se necesita Vi= VAV1+ V2+ V3+ V4+ V5= 3,5 VPara que conduzca el diodo D6 es necesario que Z1 entre en regulaciny se necesita Vi= VBVZ1+ V6= 2,6 V

Esto quiere decir que el prximo cambio se produce para Vi= 2,6 V endonde Z1 empezara a regular y D6 pasara a conduccin.

* -0,7 V Vi2,6 V => Todos los diodos en corte => Ii= 0

* 2,6 V ViVX=> Z1 regula, D6 conduce y el resto de diodos en corte. El circuito equivalente sera:

AV

AV

I ii

i

50

6,2

50

9,17,0 =

=

El prximo cambio ocurrir cuando los diodos D1 a D5 empiecen a conducir ypara ello Vi= VAV1+ V2+ V3+ V4+ V5= 3,5 V. Por lo tanto la situacinanterior se conserva hasta VX= 3,5 V

Vi

_

+

Ii 50 50

0,7 V

A B

Vi

_

+

Ii 50 50

0,7 V

A B

1,9 V

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* 3,5 V Vi=> D1, D2, D3, D4, D5 y D6 conducen , Z1 regula y D7 en corte. El circuito equivalente sera:

AVVV

III

AV

IAV

I

iii

i

ii

50

1,62

50

6,2

50

5,3 50

6,2

50

5,3

21

21

=

+

=+=

=

=

La solucin del problema es:

+

=

i

i

i

i

i

i

i

i

VVAV

VVVAV

VVVA

VVAV

I

5,350

1,62

5,36,250

6,26,27,00

7,0100

7,0

Vi(V)

Ii(mA)

-2

-13

-5 -0,7

-43

2,6 3,5

18

78

5

Vi

_

+

Ii 50 50

0,7 V

A B

1,9 V

0,7 V

50

0,7 V

0,7 V

0,7 V

0,7 V

I1 I2

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(2) EJERCICIO 2 (realizar los clculos con una precisin de 5 cifras significativas)Hallar el valor de la tensin de salida Voy de la corriente I por la resistencia de 1 ken el circuito de la figura.DATOS: |VBEon| = 0,7 V |VCEsat| = 0,2 V = 100

15 M

15 V

1 k

15 V

VoI

T1

T2

Suponemos que los 2 transistores estn en activa:

VKmAKIV

ImAAII

IAAIIAM

VV

M

VVI

o

BC

BBC

BE

B

5333,915333,91

5333,9333,95100

333,9595333,010095333,015

7,015

15

15

22

2111

1

===

====

=====

=

=

Ahora hay que comprobar si es cierto que los 2 transistores estn en activa para confirmar que los resultados obtenidos son loscorrectos.

VVVVVVEBCE

3,147,01515 21 === => suposicin T1 en activa es correcta

VVVVVVoCE

4667,5155333,9152 === => suposicin T2 en activa es correcta

Vo=9,5333 VI = 9,5333 mA

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EJERCICIO 3 (realizar los clculos con una precisin de 5 cifras significativas)En el circuito de la figura:DATOS: T1 => VBE= 0,3V VBEon= 0,5 V VCEsat= 0,2V = 100

T2 => VTH= 2V K = 0,3 mA/V2

100K

12V

T1

2K

VBB

T2

4V

(1,5) a)Calcular el punto de trabajo de los 2 transistores (IC, VCE, ID, VDS) cuando VBB= 10V. La caracterstica del MOSFET se

puede aproximar por tramos lineales.Se supone T1 en activa y T2 saturado:

( ) ( )

VKmAKIVmAmAmAIII

mAVVV

mAVVKI

mAAIIAK

VV

K

VVI

KDSDCK

THGSD

BC

BEBB

B

6,1623,823,82,15,9

2,1243,0

5,99510095100

5,010

100

22

2

2

2

======

===

====

=

=

VVVVVVDSCE 6,46,161212 === => T1 no puede estar en activa ya que para ello VCEtendra que ser positiva =>

Suposicin es incorrecta.

Se realiza otra suposicin: T1 y T2 saturados:T1 saturado => VCE= 0,2V => VDS= 12V VCE= 11,8V

Si T2 est saturado tiene que cumplirse queTHGSDS

VVV y como VVVV 2248,11 = entonces la suposicin de queT2 est saturado es correcta.

( ) ( )

AK

VV

K

VVI

AmAmAI

I

mAmAmAIIImAK

V

K

VI

mAVVV

mAVVKI

BEBB

B

Csat

satB

KDC

DS

K

THGSD

95100

5,010

100

71071,0100

1,7

1,79,52,19,5

2

8,11

2

2,1243,0

min

22

2

2

2

=

=

=

====

=+=+====

===

Como se cumple que IB> IBminsatentonces la suposicin de T1 saturado es correcta. Por lo tanto los dos transistores estaransaturados y los clculos realizados son vlidos.

T1 y T2 saturados

IC= 7,1 mA

VCE= 0,2 VID= 1,2 mA

VDS= 11,8 V

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(1,5) b)Calcular los estados por los que pasan los transistores cuando VBB vara entre 0V y 20V. La caracterstica del MOSFET se

puede aproximar por tramos lineales.

* 0V VBB0,3V => T1 y T2 estn en corte

* 0,3V < VBB< Vx=> T1 en activa y T2 en hmica

Cuando VBB> VBET1 empieza a conducir en zona activa y T2 tambin empieza a conducir en hmica. A medida que V BBaumenta, IBe ICtambin van aumentando lo que provoca que VDSaumente y por lo tanto VCEdisminuya ya que 12V = VDS+ VCE.Entonces, el prximo cambio en el estado de uno de los transistores ocurrir en T2 ya que cuando VDS= VGS VTH= 2V T2 entra ensaturacin y en ese punto VCE= 12V VDS= 10V => T1 an sigue en activa.

Se calcula el valor de VBBque hace que VDS= 2V:Para VDS= 2V T2 se satura y la corriente de drenador tiene que tener un valor igual a

( ) ( )

mAmAmAIIImAK

V

K

VI

mAVVV

mAVVKI

KDC

DS

K

THGSD

2,212,112

2

2

2,1243,0

22

2

2

2

=+=+====

===

Como T1 est en activa =>

VVKmAVKIVmAmAI

IBEBBB

C

B7,25,0100022,0100022,0

100

2,2=+=+====

Entonces Vx= 2,7V y con ese valor el transistor T2 se satura.

* 2,7V VBB< Vy=> T1 en activa y T2 saturado

Ahora hay que calcular el punto donde T1 se satura que es cuando VCE= 0,2V => VDS= 11,8V => T2 saturado => ID= 1,2mA

VVKmAVKIVmAmAI

I

mAmAmAIIImAK

V

K

VI

BEBBB

C

B

KDC

DS

K

6,75,0100071,0100071,01001,7

1,79,52,19,52

8,11

222

=+=+====

=+=+====

Por lo tanto Vy= 7,6V y a partir de ese valor T1 se satura

* 7,6V VBB20V => T1 y T2 saturados

0V VBB0,3V => T1 y T2 estn en corte0,3V < VBB< 2,7V => T1 en activa y T2 en hmica

2,7V VBB< 7,6 => T1 en activa y T2 saturado7,6V VBB20V => T1 y T2 saturados