Post on 06-Feb-2018
TECNOLOGA ELECTRNICA
Boletn de problemas de: Tema 6.- El transistor unipolar MOSFET
Tema 7.- El transistor bipolar BJT
Ejercicios a entregar por el alumno en clase de tutoras en grupo Semana 30/11-2/12: 2, 4 y 12
1. En el circuito de la figura, y suponiendo que el MOSFET posee unas caractersticas
de salida como las dadas:
a) Representar la recta de carga sobre dichas caractersticas, sealar el punto de
trabajo Q y los valores de IDQ y VDSQ.
b) Si se desea VDS= 25 V, cunto debe valer VGG?
R: a) 20 mA y 16,7 V b) 10,8 V.
2. El MOSFET de acumulacin del siguiente circuito tiene la
caracterstica de la figura para la zona de saturacin. Si
VDS= 10 V, calcular:
a) VGS.
b) ID.
c) RD.
R: a) VGS= 10 V,
b) ID=16 mA,
c) RD=1 k.
RD=1,14k
VDD=40V
VGG=14V
D
S
G
0 10 20 30 40 50
10
20
30
40
50
14V
16V
18V
VGS=20V
8V
12V
VDS(V)
ID(mA)
10V
6V
4V
0 4 8 12
4
8
12
16
20
VGS(V)
ID(mA)
VDD=26V
D
S
G
RD
RG=1M
3. Para un transistor MOSFET de acumulacin canal N, con tensin umbral de 2,5 V y
constante k= 1mA/V2, determinar la forma de onda correspondiente a Vo en el
circuito de la figura para la seal de entrada Vi representada.
+10V
Vi (volt.)
t (ms)
0 30
1,2V
10
4. En el circuito de la figura, el MOSFET tiene VT= 2 V y k = 2 mA / V2, calcular:
a) Valor de VGG para el cual comienza a conducir el
transistor.
b) Valor de VGG para que el transistor entre en zona
hmica.
VGG se conecta a los 24 V de alimentacin del
transistor. Calcular:
c) Valor de VGS.
d) Valor de ID.
e) Valor de Vo.
R: a) 10 V b) 26,1 V c) 4,8 V d) 15,68 mA e) 8,32 mA.
5. Dadas las caractersticas de salida linealizadas del transistor MOSFET de la figura, y
sabiendo que su VT= 2 V, se pide:
a) Representar la caracterstica de transferencia en saturacin Id= f(VGS).
b) Determinar y dibujar la tensin de salida Vo para la Vi dada.
VDD=+10V
Vo
RD=9 K
Vi
RS=9 K
RG=1 M
5
5 10
I d (mA)
VDS
10
V =+6V GS
V =+5V GS
V =+4V GS
V =+3V GS (V)
R D
V DD
=+5V
=1
R S
500
R G
=1M
V i
V o
200K
Vo
1K
24V
800K
VGG
200K
Vo
1K
24V
800K
VGG
20
V (V) i
t (ms )
5
6. En el circuito de polarizacin de la figura, que
utiliza un transistor MOSFET canal p con VT= 3
V y k= 2 mA/V2, se pide determinar:
a) Valor de ID suponiendo Q en saturacin.
b) Demostrar que la anterior suposicin es
incorrecta.
c) Valor de ID suponiendo Q en hmica.
d) Demostrar que la anterior suposicin es
correcta.
R: a) 2 mA c) 1,24 mA.
7. En el circuito de la figura, determinar:
a) Valor de Vo para Vi= 0.
b) Valor de Vo para Vi= -5V.
c) Valor de Vi para Vo= -3V.
d) Valor de Vi que sita a Q al borde de corte y
de hmica.
R: a) -0,5 V b) 3 V c) 1 V d) -0,58 V.
8. En el circuito de la figura se aplica a su entrada un escaln de tensin de Vi=10V de
amplitud en el instante t= 0. Suponiendo C inicialmente descargado, se pide
determinar:
a) Tiempo transcurrido para
alcanzar Vo= 9 V.
b) Tiempo transcurrido para
alcanzar Vo= 1 V.
c) Valor final (t ) de Vo.
R: a) 0,6 s b) 0,98 s c) 0,4 V.
9. En el circuito de la figura se utilizan
dos transistores unipolares con
tensin umbral VT= 2,5 V y
constante k= 1 mA/V2. Determinar:
a) Valor de Vo si Vi = 3V.
b) Valor de Vi para que empiece a
conducir Q2.
c) Valor mximo de Io para Vi=
+0,5V que mantiene a Q2 en
zona hmica.
R: a) 5 V b) 2 V c) 1,375 mA.
Q
RG=50k
VSS=25V
VGG=11V
RD=15k
RS=5k
Vo
Q Vi
RG=50k
VCC=+5V
-VCC=-5V
RD=1k
=
=
VV
VmAkQ
T 2||
/5,0 2
Vi
VDD=10V
RD=4k
Vo
Q: k=1mA/V2
VT=4V
R=1M
C=1F
Vi RD= 4k
Vo
VCC=+5V
RG1= 1M
R2= 10k
R1= 2k
Q2
Q1 Io
10. Si = 0,98 y VBE= 0,7 V, hallar R1 del
circuito de la figura para una corriente
de emisor IE= 2 mA. Desprciese la
corriente inversa de saturacin.
R: 81,095 k.
11. Encuntrense los valores de R1 y
R2 necesarios para colocar el
punto de trabajo Q del circuito de
la figura en el centro de la recta
de carga. Supngase R1||R2= 10
RE.
R: 12,68 k y 47,3 k.
12. Dado el siguiente circuito con
BJT:
a) Est el transistor de la figura
activo o en saturacin?
Tmese = 100 y
desprciense las tensiones
de unin.
b) Calcular Vo del circuito.
c) Cul es el valor mnimo de
del transistor que se satura
en este circuito?
R: b) 3,38 V c) 50.
VCC= 10 V.
RC= 2 k
R E = 1 k
R B= 100 k
Vo
VCC= 25 V.
R C= 2 k
R 1
R E= 1 k
R 2
= 100
VCC= +12 V.
R1RC= 2 k
=0,98
R 2= 25 k
R e= 200
IE = 2 mA
13. Si el transistor de silicio de la figura tiene un valor mnimo de = hFE de 30 y si ICBO=
10 nA a 25 oC:
a) Hallar Vo para Vi= 12 V y demostrar que
Q est en saturacin.
b) Hallar el valor mnimo de R1 para que el
transistor del apartado a) est en la
regin activa.
c) Si R1= 15 k y Vi= 1 V, hallar Vo y
demostrar que Q est en corte.
d) Hallar la temperatura mxima a la cual
el transistor del apartado c) permanece
en corte seguro.
R: a) 0,2 V b) 36,84 k c) 12 V d) 148,7oC.
14. Para activar y desactivar las lmparas de un sistema de alarmas en un recinto de
servidores informticos se utilizan transistores bipolares con = 25, segn el
circuito de la figura. Cada lmpara tiene una resistencia de 400 en fro y 500
en caliente. Calcular:
a) Valor de Ve para el cual el transistor Q comienza a
conducir. b) Valor mnimo de Ve para el cual Q se satura,
considerando el peor de los casos.
c) Valor de la corriente IE mxima del transistor si Ve =
24 V.
d) Potencia disipada por la lmpara en este ltimo
caso.
R: a) 6,38 V b) 17,96 V c) 63,2 mA d) 1,42 W.
15. En el circuito de la figura obtener el valor de Vo y representar cmo vara al aplicar
a la entrada una seal como la de la figura.
+12 V
Rc= 2k2
R2= 100 k
R1= 15 k
Vo
-12 V
Vi Q
-12V
Q
10K
4K7
Ve
24V
-12V
Q
10K
4K7
Ve
24V
V i
4V
20K
20K
=100
820
24V
V o
2V
- 2V
8V
6V
- 4V
V o
V i
t
t
V i
4V
20K
20K
=100
24V
V o
2V
- 2V
8V
6V
- 4V
V o
V i
t
t
16. En el circuito de la figura, los transistores
Q1 y Q2 forman un par Darlington y
tienen una 1 = 30 y una 2 = 25,
respectivamente. Se pide:
a) Obtener la equivalente del par.
Suponga Q1 y Q2 en activa. b) Con VB = 5V, hallar la tensin Vo y el
estado en el que se encuentran los
transistores.
c) Hallar el valor de VB para el cual
comienzan a conducir ambos transistores.
d) Hallar el valor mnimo de VB para el cual alguno de los transistores satura.
R: a) 750 b) 13,3 V c) 1 V d) 7,8 V.
17. Hallar Vo en el circuito de la
figura, si a) V= 15 V, b) V= 30 V.
Se usa un transistor de silicio en
el que = 40. Sugerencia: Aplicar
el teorema de Thvenin a los
circuitos de base y de colector.
R: a) 1,10 V b) 0,2 V.
18. En el circuito de la figura, determinar:
a) Valor de Vb para el cual comienza a conducir Q2.
b) Valor de Vb para el cual ID es mxima.
c) Valores de VDS en ambos casos.
Datos:
BJT: = 50, VBE= 0,7 V,
V=0,5V, VBESAT=0,8V,
VCESAT=0,2V,
MOSFET: k= 0,5 mA/V2, VT= 3V.
R: a) 31,5 V b) 20,5 V c) 10 V y 7,55 V.
+5 V
3 k
40 k
360 k
Vo
-10 V
V27 k
40K
2K R D
100
V DD=10V
1K
Q1Q2
Vb
30V
VB
Vo81K
0,5KIC
Q1
Q2
IB
30V
VB
Vo81K
0,5KIC
Q1
Q2
IB
19. En el circuito de la figura, considerando para los transistores los datos indicados,
determinar:
a) Valor mximo de Vi que mantiene en corte a Q2 y valor de Vo en este caso.
b) Valor de Vo para Vi= 3,2 V.
Datos:
BJT: = 50, VBE= 0,7 V,
V=0,5V, VBESAT=0,8V, VCESAT=0,2V.
MOSFET: k= 4 mA/V2, VT= 1,5 V.
R: a) 2,5 V y 4,5 V b) 1,336 V.
20. En el circuito de la figura, Q1 es un MOSFET de acumulacin canal P y Q2 un BJT.
Calcular:
a) Valor de Vo si Ve= 10 V.
b) Valor de Ve para que empiece a conducir
Q2.
c) Valor mximo de Ve para el cual se satura
Q2.
d) Valor mximo de Io para Ve= 0 V que
mantiene a Q2 en saturacin.
RB1=1K
VCC=12V
Ve
D
S
G RC=1k
Vo
hFE=20
Io
RB2=4k7
RG=1M
Q1
Q2
-VBB=-10V
R: a) 12 V b) 3,51 V c) 2,75 V d) 31,8 mA.
0 -3 -8 -12
Idmx=6mA
VGS(V)
ID(mA)
VDD=5V
Vi
RD=0,5k
Vo
Q1
Q2
D
S
G
RS=0,5k