i

2º del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

PROBLEMAS de transistores bipolares

2

ii

EJERCICIOS de transistores bipolares:

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

PROBLEMAS CON SOLUCION

Problema 1

a) Determinar los valores de IC y VCE en el circuito de la figura. El transistor tiene =100.

b) ¿Cuál es el mínimo valor de RC para que el transistor esté justamente saturado?

RC=1k

VEE=-10V

RE=1kRB=270k

iii

Problema 2

En el circuito representado se emplea un transistor con =99. Los valores son VCC=10V,

RC=2.7k y RF=180k, estando RB en circuito abierto.

a) Calcular los valores de IC y VCE.

b) Repetir a) con =199.

RB

RC

VCC

RF

iv

Problema 3

En el circuito estabilizador de la figura y para una tensión de entrada Vi=10 V, hallar la

resistencia R para obtener 5 V nominales de tensión en la salida y la potencia disipada

por el Zéner.

Datos: VZ=5.55 V; RZ= 2; RL=10 ; =19

Vo

R

RL

+-

Vi

v

Problema 4

En el circuito de la figura determinar el valor de R, sabiendo que VCE2=6V; 1=39: 2=24

R

100

470

24 V

T1

T2

vi

Problema 5

La figura muestra un amplificador de dos etapas iguales. ¿Cuáles son las tensiones en

continua del emisor y colector en cada etapa?

Datos: VCC=15 V; R21=R22=5.6 k; R12=R12=1 k; RC1=RC2=470 ; RE1=RE2=120

VCC

R21

RE1R11

RC1

Vi

C1

C2

R22

R12

C3

RE2

RC2

Vo

vii

Problema 6

En el amplificador de la figura, calcular, bajo la condición de pequeña señal:

a) Ganancias de tensión AV1=VO/VI y AV2=VO/VS.

b) Impedancia de entrada ZIN.

c) Ganancia de corriente AI=IO/II.

d) Impedancia de salida ZOUT.

Considerar que VCC=12V, RB1=39k, RB2=150k, RE=1k, RC=2.7k, RS=600 y

RL=33k, siendo la del transistor bipolar utilizado de valor 222 y su VBE en activa de

0.7V.

VCC=12V

+-

vS

RB2

RERB1

RL

vo

RS

io

i i

+

-

vi

RC

viii

Problema 7

En el amplificador de la figura, calcular, bajo la condición de pequeña señal:

a) Ganancia de tensión AV=VO/VS.

b) Impedancia de entrada ZIN.

c) Ganancia de corriente AI=IO/II.

d) Impedancia de salida ZOUT.

Considerar que VCC=12V, RB1=115k, RB2=27k, RC=1.8k, RE1=22, RE2=470,

RS=100 y RL=1k, siendo la del transistor bipolar utilizado 330 y su VBE en activa de

0.6V.

VCC=12V

RB1

RE2

RB2

RL

vo

io

RC

+-

vS

RS

i i

RE1

1

2º del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

SOLUCIONES A PROBLEMAS

de transistores bipolares

2

2

EJERCICIOS de

transistores bipolares:

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

Problema 1

RC=1k

VEE=-10V

RE=1kRB=270k

Suponemos modo activo directo

0 EEEEBEBB VRIVRI

BE II 1

01 EEBEEBB VVRRI

AkkRR

VVI

EB

BEEEB

06.25

101270

7.010

1

mAII BC 51.2

VRRIVV ECCEECE 99.4

3

en el momento justo en el que el transistor entra en saturación,

VVVsatCECE 2.0

kI

VRIVR

C

EECCCEC

sat 91.2

4

Problema 2

RB

RC

VCC

RF

a) suponemos modo activo directo

BEFCBBEFBCBCCC VRRIVRIRIIV 1

ARR

VVI

FC

BECCB

66.20

1

mAII BC 05.2

VIIRVV BCCCCCE 42.4

b) repetimos el apartado anterior ahora con F=199

ARR

VVI

FC

BECCB

92.12

1

mAII BC 57.2

VIIRVV BCCCCCE 03.3

5

Problema 3

Vo

R

RL

+-

Vi

Vi=10 V y Vo=5 V

...2.05510 DAZVVVV oiCE

zi VVV 10 polariza al diodo zener en ruptura

mAAR

VIVV

L

oEo 5005.0

10

55

mAAI

I

mAAIIDAZ

EB

EC

25025.0119

5.0

1

475475.05.0119

19

1...

Si se vuelve a dibujar el circuito sustituyendo el diodo Zéner por su circuito equivalente

6

Vo

R

RL

+-

Vi

RZ

Vz

ICIR

IB

IE

B

C

E

Si se considera para zona activa directa que la tensión base emisor VBE=0.7V, la tensión

en la base, VB queda:

VVVV oBEB 7.557.0

mAAR

VVI

Z

BZZ 75075.0

2

7.555.5

entonces:

mAIII ZBR 1007525

4310100

7.5103

R

Bi

I

VVR

La potencia disipada en el Zéner será:

Pz = IzVz+I2zRz = 0.4275 W

7

Problema 4

R

100

470

24 V

T1

T2

iT

VP

VB1

iE1=iB2iB1

i

iC2

iE2

+

-

VCE2

2

222211211

ET

ECBCEBCCBT

ii

iiiiiiiiiii

el valor de iT se puede calcular como:

470

24 PT

Vi

donde la tensión en el punto VP es:

10022 ECEP iVV

se tiene que iT e iE2 son iguales y se pueden escribir como:

1212 11 BET iii

sustituyendo en la expresión de la tensión VP

10011 1212 BCEP iVV

8

despejando iT de su expresión y sustituyendo por los valores queda

11570

24

100112411470

24470

21

21

1212121

CEB

BCEB

PT

Vi

iVi

Vi

mAiAi TB 58.3158.311

VVP 16.9

Para calcular el valor de R

1

111

B

BPBPB i

VVR

R

VVi

Se calcula el valor de la tensión en la base del transistor T1, VB1. Los dos transistores se

encuentran en zona activa directa VCE2= 6V> 0.2V y VCE1= VCE2 – VBE2 = 5.3V > 0.2V

ViVVV EBEBEB 55.415.37.07.01002211

ki

VVR

B

BP 98.1451

1

9

Problema 5

VCC

R21

RE1R11

RC1

Vi

C1

C2

R22

R12

C3

RE2

RC2

Vo

En continua los condensadores C1, C2 y C3 se comportan como circuitos abiertos,

condensadores de acoplo. Las dos etapas son iguales, dibujando el circuito sin

condensadores, se analizará tan solo una de las etapas siendo análogo el resultado para

la otra.

VCC

R22

RE2R12

RC2

VCC

R21

RE1R11

RC1

La de los transistores no se conoce,

10

15 V

5.6 k

15 V

470

120 1 k

I1

I2

IB

IC

IE

se puede suponer que IB es muy pequeña comparado con I1, (IB<<I1; IB0); de esta

manera I1 I2, se puede calcular la tensión que cae en la base del transistor aplicando el

divisor de tensión

Vkk

k

RR

RVV CCB 27.2

6.51

115

21

1

manteniendo la suposición de IB0, suponemos también que el transistor está en zona

activa directa VBE=0.7V la tensión que cae en el emisor es:

VVVV BEBE 57.17.027.2

y la corriente que circula por la resistencia de emisor:

mAR

VI

E

EE 1.13

120

57.1

además

BFBCEBFC IIIIII 1;

CF

FE II

1

11

si se supone que F>>1 entonces se puede aproximar la corriente de colector a la

corriente de emisor.

mAII EC 1.13

la tensión que cae en el colector será entonces:

VIV CC 84.847015

Tenemos que ver que el transistor está en zona activa directa, según la suposición

realizada:

VVVV ECCE 27.757.184.8

2.027.7 VVCE

VCE>0.2 V el transistor está en zona activa directa.

12

Problema 6

VCC=12V

+-

vS

RB2

RERB1

RL

vo

RS

io

i i

+

-

vi

RC

a) s

o

i

o

v

vAv

v

vAv 21 ,

12 V

RB2=150 k

12 V

RC=2.7 k

RE=1 kRB1=39 k

I1

I2

IB

IC

IE

VRR

RVV

BB

BCCB 48.2

21

1

mAR

VVI

E

BEBE 78.1

13

...2.041.5 DAZVVRRIVV ECCCCCE

14'EQ

te I

Vr

E

r'eic

RC RL

ie

vo

RE

RS

vS

Zi Zo

27.178'1

ec

LCc

i

o

ri

RRi

v

vAv

4

''

2

eeE

eeeS

LCc

iR

LCc

s

o

riR

riiR

RRi

vv

RRi

v

vAv

s

b) Zin

8.13'eEi

iin rR

i

vZ

c) Zout

KRZ Cout 7.2

074.0'

E

eee

L

LCc

i

oi

R

rii

R

RRi

i

iA

14

Problema 7

VCC=12V

RB1

RE2

RB2

RL

vo

io

RC

+-

vS

RS

i i

RE1

a) s

o

v

vAv

12 V

RB1=115 k

12 V

RC=1.8 k

RE1=22 RB2=27 k

I1

I2

IB

IC

IE

RE2=470

VRR

RVV

BB

BCCB 28.2

21

2

15

VVVV BEBE 68.1

mARR

VII

EE

EEC 4.3

21

...2.03.4 DAZVVVRIVV ECCCCCE

35.7'CQ

t

EQ

te I

V

I

Vr

r'e

ic

RC RL

ie

vo

RB2

RS

vS

Zi Zo

RB1

RE1

ii

ib

58.21////'1

////'1

' 211

211

1

SBBEe

BBEe

Eee

LCc

S

o

RRRRr

RRRr

Rri

RRi

v

vAv

b) Zin

4.6726')1//(// 121 EeBBi

iin RrRR

i

vZ

c) 88.146)'()1( 1

EeBb

B

LC

Cb

i

oi RrRi

R

RR

Ri

i

iA

d) Zout

KRZ Cout 8.1