1. electrónica para ingenieros-transistores bjts y fets en dc 10.0

7/25/2019 1. Electrnica Para Ingenieros-transistores Bjts y Fets en Dc 10.0

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Gmer Rubio Roldn-Profesor ESPOL | TRANSISTORES BJT Y FETs: ANLISIS DC 1

TRANSISTORES BJT YFET: ANLISIS DC

ELECTRNICA PARA INGENIEROS

Este documento tiene como objetivo guiar al estudiante de electrnicaen ciencias de ingeniera, en el tpico de polarizacin de los transistoresBJT y FETs. El texto cuenta con la teora requerida para comprender losconceptos y con ejercicios tanto resueltos como propuestos, paraaplicarlos..

2014

Borrador 10.0Gmer Rubio Roldn-Profesor ESPOL

20/10/2014


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TRANSISTORES BJT Y FETs: ANLISIS DC

Problema 1:

Halle el punto de operacin de Q1, Q2 y Q3

Datos:

{


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Solucin:

Observando el circuito podemos analizar que:

Tambin al analizar el circuito e igualando ecuaciones se obtiene que:


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|| || || || || ||

Los transistores no estn saturados, puesto que sus respectivos VDS son mayores a los VDS

codo. Adems no estn en corte, debido a que sus respectivos V GSson mayores a sus voltajes

de ruptura.


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Problema 2:

a. Determine el valor de Vdd(Asuma que todos los transistores estn en regin activa

y que )b. Calcule los puntos de Operacin para Q1, Q2 y Q3.

Datos:


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Solucin:

Analizando el circuito e igualando ecuaciones se obtiene:

Al obtener el valor de VG2se puede obtener el valor de VDD:


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Problema 3:

Calcular el punto de operacin del transistor Q3.

Datos:

{


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Solucin:

Analizando el circuito se obtiene las siguientes ecuaciones:

|| ||


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Problema 4:

Determine los puntos de operacin de los transistores Q1 y Q2.

Datos:

Solucin:


( )


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Reemplazando el valor hallado en la ecuacin anterior se obtiene que:

Problema 5:

En el siguiente circuito determine los puntos de operacin de Q1(ID,VDS), Q2(IC, VCE).

Datos:

Solucin:

Con el capacitor C1 en circuito abierto y calculando el voltaje VGS para el MOSFET:


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Ya que la relacin de las corrientes es:

Se tiene la siguiente ecuacin: Aplicando la ecuacin para el transistor mosfet:

)

Resolviendo se tiene:

Sumando voltajes se tiene:


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Problema 6:

Para el siguiente circuito calcular Vo y Vx.

Datos: Solucin:

Como se observa en el circuito .Reemplazando en la ecuacin para Q2:


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Asumiendo despreciable con respecto a se tiene que:

Resolviendo la ecuacin: Por lo tanto ya que el valor de -6 es menor a Sumando voltajes se tiene que:


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Problema 7:

En el siguiente circuito, encontrar los puntos de operacin de los transistores.

Solucin:

El circuito equivalente quedara as

IG=0 ID=Is e ID=IB

V1

C1

R1

Q1

Q2

R2C2

R3

Vcc

R110M

Q3

Q42N1711

R250

R31k

20V

20V


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Ahora igualando ecuaciones y resolviendo la ecuacin cuadrtica se obtiene que:

Reemplazando el valor obtenido, se obtiene que:


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Por mallas:

Por malla:

Entonces: ||

|| ||

Entonces el MOSFET estar en zona activa


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Problema 8:

En el siguiente circuito:

a) Calcule VDS, ID, VCEy Ic.

b)

Si VCEsat=0, calcule Rbmnima para saturar al transistor.

Datos:

{

V1

C1

R1

Q1

R2

R3

R5

R6

Q2

C3

R4

Vcc

Vcc

C4

Vo


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Solucin:

El circuito queda as:

FET BJT

Literal a:

Trabajando con el circuito del FET, analizando el circuito se obtiene las siguientes

ecuaciones:

Igualando ecuaciones, se llega una ecuacin cuadrtica:

R1

Q5

R2

R3

Vcc

R5

R6

Q6

R4

Vcc


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Por malla:

Entonces: ||

|

| |

|

Entonces el FET estar en zona activa El punto de operacin del FET ser:

PQ: (ID =1.6mA, VDS=11.68 V)

Trabajando con el circuito del BJT


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Por malla: Literal b:

Pero:


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Problema 9:

En el circuito mostrado a continuacin, calcular los puntos de operacin tanto del BJT

como del FET

Datos:

{

C1

R1 R3

Q7

R2

R4

C2

Q8

R5

R6

Vi

Vcc

Vcc

Vcc

Vo

C3


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Solucin:

En anlisis DC se abren los capacitores y redibujando el circuito se obtiene lo siguiente:

Aplicando Thevenin obtenemos lo siguiente:

=1,4809V

Redibujamos y obtenemos lo siguiente:

R1

R3

Q1

R4

Q2

R5

R6

Vc

c

Vc

c

R2

Vcc

RTH

R3

Q1

Q2

R5

R6

Vcc

Vcc

R2

VTH


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Aplicando mallas:

Aplicando shotky:


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Igualando las ecuaciones se obtiene lo siguiente:

Resolviendo la ecuacin general se obtiene:

Por lo tanto

ID= 0.3785mA

Reemplazando IDtenemos:

Por mallas:


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Se debe recordar que el voltaje VCEes negativo debido a que es una configuracin

PNP. Por malla:

Entonces: ||

|| || Entonces el FET estar en zona activa


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Problema 10:

En el circuito mostrado a continuacin, calcular los puntos de operacin tanto para el

BJT como para el FET.

Datos:

{

Solucin:

Al realizar el anlisis DC se abren los capacitores, por lo que al aplicar Thevenin y

redibujar el circuito, se obtiene:

R1

Q2

R2

Q1

R3

R4

R5

Vcc

Vcc

Vi

C5

R1

Q2

R2

Q1

R3

C6 R4

R5

Vcc

Vcc

Vi


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A partir del circuito podemos obtener: Igualando ecuaciones, se obtiene la siguiente expresin:

Por malla:

( )

Entonces: || || || || Entonces el FET estar en zona activa

Por malla: Entonces:

, recordando que es una configuracin PNP.


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Problema 11:

Para el siguiente circuito calcule el punto de operacin de cada transistor,

indicando en que zona se encuentran operando.

Datos:

|| Solucin:


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}

Con []el mosfet se encuentra en zona de corte.Con []tenemos que:

[] Con lo que nos podemos dar cuenta que por lo que el transistor est en zona decorte.

Analizando el nuevo circuito:

El voltaje es negativo debido a que se trata de una unin PNP. El transistor est operandoen zona lineal.


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Problema 12:

Datos:

{

Encontrar el valor de IEen Q2

a) 0.35mA

b) 0.07mA

c) 1.9mA

d) 2.09mA


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Solucin:

Redibujando el circuito en DC:

Reemplazando VGSen la ecuacin 1

El JFET (Q1) es de canal tipo n => VP = - 4[V]

Reemplazando valores:


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Resolviendo la ecuacin cuadrtica: [] [] [] []

Calculando el valor de la corriente de emisor:

[]


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Problema 13:

Encontrar en Q2a) 0.35mA

b) 0.07ma

c) 1.9mA

d) 2.09mA

Datos:

{


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= -==- (+)=-

Resolviendo la ecuacin cuadrtica se obtiene:

= (1mA)(1 - 1.1+ 302.5)0 = 1m2.1+ 302.5

= 6.43mA

= 0.514mA

= - (++)=24-6.1166=17.8834V- - - - = 0

= = = 2.11mA


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Problema 14:

Datos:

Determine el voltaje

en

a)

2.1Vb) 5.34V

c)

6.0V

d) 4.6V

Analizando el circuito se obtiene

las siguientes ecuaciones:

=

= (2.09mA)(2.2k)

= 4.598V


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Problema 15:

Datos:

{

Determinar en :a) 17.9 V

b)

11.3 V

c)

4.7 V

d) 23.3 V


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Solucin:

= - (++)

=24-6.1166

=17.8834V=-=-1.1308= ||

= 41.1308

= 2.869V < 2.869 < 17.88


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Problema 16:

Datos:

Determinar en el transistor de el voltaje :a) 23.3 V

b) 11.3 V

c)

19.4 V

d) 17.9 V

Solucin: = 0 = 0

2.2K)(2.09m)

= 19.402V


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C

Q1

R2

R3

R4

R1

R5

Q2

C

C

Problema 17:

Datos:

Determine la corriente IDen (DC) del transistor Q1

a) 6.49mA

b) 2.02mA

c) 0.51mA

d) 2.24Ma


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Problema 18:

Determine el valor de VDS

Datos:


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Solucin:

Analizando el circuito e igualando las ecuaciones, se obtiene la siguiente expresin:


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Problema 19:

Determine el valor de ID

Datos:

{

Solucin:

Analizando el circuito se obtiene las siguientes relaciones, donde se las iguala para

obtener un valor:

( )


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Q1

R2

R3

R4

R1

R5

Q2

Solucin:

Como vamos a trabajar en DC, los capacitores desaparecen, y tambin como la resistencia R1

es muy grande podemos simplificar dicha impedancia. Por lo tanto nos queda el circuito

reducido.

V


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[] V []

Incorrecto Correcto


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C1

R1 R3

R2

Q1

R4

Q2

C2

R5

C3

R6

Problema 20:

+V

Vo

Datos:

{

Calcule el Punto de operacin de Q1

a) b)

c)

d)


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R1 R3

R2

Q1

R4

Q2

R5

R6

Solucin:

Reduciendo el circuito, debido a que nos pide punto de Operacin de Q1, trabajamos en DC,

los capacitores desaparecen.

+V

[]

[]


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Sacando las frmulas de corriente, podemos encontrar

[] V []

[] []

5.42)

[]


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C1

R1 R3

R2

Q1

R4

Q2

C2

R5

C3

R6

Problema 21:

+V

Vo

Datos:

{

Calcule el Punto de operacin de Q2

a)

b)


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R1 R3

R2

Q1

R4

Q2

R5

R6

c)

d)

Solucin:



+V

[]


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[]

[] []


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C1

R1 R3

R2

Q1

R4

Q2

C2

R5

C3

R6

Problema 22:

+V

Vo

Datos:

Determine de Q1a) 1.567 Vb) 0.9728 V

c) 0.853 V

d) Ninguna de las anteriores


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R1 R3

R2

Q1

R4

Q2

R5

R6

Solucin:



+V

[]


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Problema 23:

Determine los puntos de operacin de Q1, Q2 y Q3.

Datos:

Vcc

R1

3

2

1

Q1

R2

R3

3

2

1

Q2

R4

R5Z1

Q3

R6

C1


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Solucin:

Analizando el circuito se obtiene que:

Con la siguiente ecuacin se puede obtener el valor de:

Con el valor obtenido anteriormente se obtiene que:

Por malla para obtener la corriente que pasa por la resistencia de 4k.


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Por ley de nodos se obtiene la ecuacin:

Por mallas se obtiene:

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