original septiembre 2011 2012

ORIGINAL SEPTIEMBRE CURSO 2011-2012

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1- Una fuente de 20 V suministra 1,5 A a un amplificador determinado. La potencia de la señal de salida es de 3 W y la potencia de la señal de entrada es de 0,8 W. Calcular la potencia disipada en el amplificador y su rendimiento.

A) ;42,33 WPd %8 B) ;08,27 WPd %10 C) ;33,22 WPd %12 D) ;6,4 WPd %20

Resolución: Puesto que ha de verificarse:

dSi PPPP 0 => 0PPPP Sid Dónde:

WPi 8,0 Potencia de entrada

WAVIVP SSS 305,1*20 Potencia suministrada por la fuente

WP 30 Potencia de salida

???dP Potencia disipada Por lo tanto:

WWWWPd 8,273308,0 El rendimiento viene dado como la relación entre la potencia de salida y la potencia suministrada por la fuente, es decir:

%10%100*303%100*0

WW

PP

S

La respuesta es:

B) ;08,27 WPd %10


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2- ¿Cuál de los siguientes es un valor aproximado para la tensión térmica a una temperatura de 300 K?

A) mVVT 15 B) mVVT 26 C) mVVT 36 D) mVVT 8

Resolución: La tensión térmica a 300 ºK, tiene un valor aproximado a 26mV La respuesta es:

B) mVVT 26


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3- Un transistor npn tiene un valor de .100 Determinar la región de funcionamiento si (a) VVBE 3,0 y VVCE 5 ; (b) AIB 45 e mAIC 1

A) (a) Transistor en corte, (b) Transistor en saturación B) (a) Transistor en saturación, (b) Transistor en región activa C) (a) Transistor en corte, (b) Transistor en región activa. D) (a) Transistor en región activa, (b) Transistor en saturación.

Resolución: En este tipo de problemas hay que tener en cuenta las condiciones que ha cumplir el transistor en cada región, estas son:

Transistor npn Región funcionamiento Condiciones Observaciones Región Activa

;0BI

VVCE 2,0

;BBCCBE IRVV BC II

CCCCCE IRVV Región de Saturación

;0BI

0 CB II

;BBCCBE IRVV VVBE 7,0

;CCCCCE IRVV VVCE 2,0 Región de Corte

;0BI

;5,0 VVBE ;5,0 VVBC

;0BI 0CI

CCCE VV En la tabla anterior, también figuran las correspondientes ecuaciones, aunque en este caso no son necesarias.


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a) Para un transistor npn con: VVBE 3,0 y VVCE 5 Teniendo en cuenta que:

CEBCBE VVV => VVVVVV CEBEBC 3,553,0 Como se verifica que:

VVBE 5,0 => Que el transistor (a) está en la región de corte

VVBC 5,0 b) Para un transistor npn con: AIB 45 e mAIC 1 . Tenemos que:

mAAIB 5,445*100 Puesto que:

0BI => Que el transistor (b) esta en saturación

CB II La respuesta es:

A) (a) Transistor en corte, (b) Transistor en saturación


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4- Un JFET de canal tiene VVto 4 . Además, mAiD 1 para VvGS 3 y VvDS 5 . Hallar DSSI para este dispositivo.

A) mAIDSS 101 B) mAIDSS 54 C) mAIDSS 16 D) mAIDSS 26

Análisis del problema: La corriente de saturación con polaridad cero, viene dada por la expresión:

2toDSS KVI

Donde la constate K es función de la corriente y esta a su vez depende de la región de funcionamiento, de acuerdo a los valores de la siguiente tabla:

Tabla de condiciones Región Condiciones Corriente

Corte toGS Vv 0Di

Óhmica toGS Vv toGSGS Vvv

DSDSDStoGSD vvvVvKi 12 2

Saturación toGS Vv toGSGS Vvv

DStoGSD vVvKi 12

Una vez comprobada la región de funcionamiento, se calcula la constante K y se sustituye dicho valor en la expresión:

2toDSS KVI


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Resolución: Nos están pidiendo la corriente de saturación con polarización cero, luego ya nos están indicando que la región de funcionamiento es la de saturación; no obstante podemos comprobarlo: Primero toGS Vv

La región de funcionamiento es la de saturación Segundo toGSDS Vvv Puesto que el valor de la corriente de saturación con polarización cero viene dada por:

2toDSS KVI

En la región de saturación para la corriente de drenador, tenemos:

2toGSD vvKi De donde:

2toGS

D

vviK

Sustituyendo valores:

2

22 /143

1 VmAVV

mAvv

iKtoGS

D

Sustituyendo valores en la expresión de 2

toDSS KvI :

mAVVmAKvI toDSS 164*/1 222 La respuesta es:

C) mAI DSS 16


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5- Una capacidad de carga de 100fF es excitada por un inversor con una frecuencia de 300 MHz y una amplitud de VDD = 2,5 V. Determinar la potencia disipada.

A) mWPdin 39,0 B) mWPdin 11,1 C) mWPdin 19,0 D) mWPdin 77,0

Resolución: El enunciado tiene un fallo, la frecuencia la han dado en Hz cuando querían darla en MHz: MHzf 300 La potencia dinámica disipada viene dada por:

2** SSLdin VCfP Donde:

MHzf 300

fFCL 100 mWVCfP SSLdin 1875,05,210*100*10*300** 21562

VVSS 5,2 La respuesta es:

C) mWPdin 19,0


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PROBLEMA 1 Considerar el circuito cargador de baterías de la figura adjunta, siendo los valores correspondientes de VVm 22 , 5R y VVB 15 . Hallar la expresión de la corriente como función del tiempo.

Análisis del problema: La ecuación del circuito de la figura es:

RtiVwtsenV Bm La corriente como una función del tiempo, será:

R

VwtsenVti Bm


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6- Hallar la corriente de pico, suponiendo un diodo ideal

A) AIMax 5,2 B) AIMax 3,0 C) AIMax 4,4 D) AIMax 4,1

Resolución: La corriente máxima se da cuando el cociente de la expresión:

R

VwtsenVti Bm

Sea máximo, y esté será máximo cuando el sen(wt) sea igual a 1. Por lo que la intensidad máxima se expresará como:

R

VVti Bm

Sustituyendo valores en la expresión de la intensidad Max.

AAVVV

RVVI Bm

Max 4,157

51522

La respuesta es:

D) AIMax 4,1


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7- Hallar la expresión de la corriente en función del tiempo

A) R

wtsenVVti mB 2

B) R

wtsenVti m

C) R

VwtsenVti mB

2

D) R

VwtsenVti Bm

Resolución: En el análisis del problema ya se obtuvo la expresión de la corriente en función del tiempo, viene dada por:

R

VwtsenVti Bm

La respuesta es:

D) R

VwtsenVti Bm


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8- Hallar el porcentaje de cada ciclo en el que el diodo está con conducción.

A) El porcentaje es del 25,3% B) El porcentaje es del 11,2% C) El porcentaje es del 8,3% D) El porcentaje es del 5,3%

A condición de que esta expresión se obtiene un resultado positivo. De lo contrario, i (t) = 0. Para determinar el intervalo para el que el diodo está en el estado en que debemos resolver esta ecuación:

7,02014

wtsen

7,0arcsenwt

wt 1 y

wt 2


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PROBLEMA 2 Un amplificador presenta una resistencia de entrada de 30 Ω, una resistencia de salida se 15 Ω y una ganancia de corriente en cortocircuito de 3000. La fuente de señal presenta una tensión interna de 100mV rms, y una impedancia interna de 180 Ω, la carga del amplificador es una resistencia de 10 Ω. Análisis del problema: Representando el amplificador en cortocircuito, tendremos:

Acoplando la fuente y la carga tendremos:


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9- Hallar la ganancia de corriente y la ganancia de tensión del amplificador.

A) ;1200iA 800VA B) ;800iA 650VA C) ;1800iA 600VA D) ;1500iA 300VA

Resolución:

La ganancia de corriente, viene dada por:

Lisc

ii RR

RAiiA

0

00


18001015

1530000

0

L

isci RRRAA

La ganancia de tensión viene dada por:

i

Li

ii

Lo

i

oV R

RARiRi

vvA


60030101800

i

LiV R

RAA

La respuesta es:

C) ;1800iA 600VA


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10- Si la fuente de alimentación proporciona una tensión de 10 V y suministra una corriente media de 2 A, calcular la potencia disipada en el amplificador.

A) WPd 5,18 B) WPd 9,12 C) WPd 1,9 D) WPd 9,23

Resolución: Puesto que:

dSi PPPP 0 => 0PPPP Sid Dónde:

410*108600*1800 iV AAG

mVRR

RVVSi

iSi 29,14

18030301,0

W

RVP

i

ii 8,6

3010*29,14

232

i

o

PPG => WGPP i 35,710*8,6*10*108 64

0

WIVP SSS 202*10

WWWWPPPP Sid 65,1235,72010*8,6 6

0 La respuesta es:

B) 9,12dP

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