diodo zener
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Ejercicios Resueltos de Dispositivos Electrónicos I Examen de Septiembre de 2006 - Ejercicio 3 1 Enunciado Obtener, razonadamente, el valor de los resistores R B1 y R C1 para que el diodo Zener D Z1 esté en zona zener y los transistores T 1 y T 2 funcionen en zona activa. Las condiciones de diseño son: 1. La potencia disipada por el diodo Zener D Z1 es de P DZ1 = 150 mW . 2. La tensión U CE-T 1 = 7 V . La fuente de alimentación U DC = 24V . Los resistores R C2 = 470 Ω, R E2 = 500 Ω, R B2 = 10 kΩ. Para el diodo Zener: V Z = -10V , V γ = 0, 78V , R f = R Z = 0Ω, R r = ∞Ω, I Zmin = 6mA, I Zmax = 55mA. Para el transistor T 1 : β = 80, V BEon = V BEsat = 0, 7V , V CEsat = 0, 21V . Para el transistor T 2 : β = 120, V BEon = V BEsat = 0, 7V , V CEsat = 0, 19V . Figura 1: Circuito del enunciado Solución Los valores a encontrar de los dos resistores implican que es necesario hallar el valor de las corrientes y tensiones en los transistores, ya que es condición de funcionamiento que ambos estén en zona activa. El circuito se analiza de derecha a izquierda. Se sabe que el diodo Zener está regulando, por lo tanto, de la malla inferior derecha: U D Z1 = U BE T 2 + U R E2 (1) despejando y operando U R E2 = 10 V - 0, 7 V = 9, 3 V (2) por lo que la corriente de emisor del transistor T 2 vale: I E2 = I R E2 = 9, 3 V 500 Ω = 18, 6 mA (3) Si el transistor T 2 está en activa: I B2 = I E2 β 2 + 1 = 18, 6 mA 121 = 153, 719 μA (4) 1 Resuelto por el Prof. Andrés A. Nogueiras Meléndez, [email protected], 2006 1
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Ejercicios Resueltos de Dispositivos Electrónicos I
Examen de Septiembre de 2006 - Ejercicio 31
Enunciado
Obtener, razonadamente, el valor de los resistoresRB1 y RC1 para que el diodo ZenerDZ1 esté en zona zener y lostransistoresT1 y T2 funcionen en zona activa. Las condiciones de diseño son:
1. La potencia disipada por el diodo ZenerDZ1 es dePDZ1 = 150mW.
2. La tensiónUCE−T1 = 7V.
La fuente de alimentaciónUDC = 24V. Los resistoresRC2 = 470Ω, RE2 = 500Ω, RB2 = 10kΩ.Para el diodo Zener:VZ = −10V, Vγ = 0,78V, Rf = RZ = 0Ω, Rr = ∞Ω, IZmin = 6mA, IZmax= 55mA.Para el transistorT1: β = 80,VBEon= VBEsat= 0,7V, VCEsat= 0,21V.Para el transistorT2: β = 120,VBEon= VBEsat= 0,7V, VCEsat= 0,19V.
Figura 1: Circuito del enunciado
Solución
Los valores a encontrar de los dos resistores implican que esnecesario hallar el valor de las corrientes y tensiones enlos transistores, ya que es condición de funcionamiento queambos estén en zona activa. El circuito se analiza de derechaa izquierda. Se sabe que el diodo Zener está regulando, por lotanto, de la malla inferior derecha:
UDZ1 = UBET2 +URE2 (1)
despejando y operandoURE2 = 10V−0,7V = 9,3V (2)
por lo que la corriente de emisor del transistorT2 vale:
IE2 = IRE2 =9,3V500Ω
= 18,6mA (3)
Si el transistorT2 está en activa:
IB2 =IE2
β2 +1=
18,6mA121
= 153,719µA (4)
1Resuelto por el Prof. Andrés A. Nogueiras Meléndez, [email protected], 2006
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IC2 = IE2− IB2 = 18,6mA−153,719µA= 18,4468mA (5)
la caida de tensión en el resistor de colector es:
URC2 = IC2 ·RC2 = 18,4468mA·470Ω = 8,67(000)V (6)
y la caida de tensión entre colector y emisor del transistorT2 es:
UCET2 = UDC−URC2 −URE2 = 24V −8,67V−9,3V = 6,03V (7)
por lo que se puede establecer el punto de trabajo del transistor en zona activa.Del diodo Zener se sabe la potencia que disipa, luego:
IDZ1 =PDZ1
UDZ1
=150mW
10V= 15mA (8)
lo que implica que la corriente de emisor del transistorT1 debe ser:
IE1 = IB2 + IDZ1 = 153,179µA+15mA= 15,1532mA (9)
y, dado que está en zona activa:
IB1 =IE1
β1 +1=
15,1532mA81
= 187,077µA (10)
IC1 = IE1− IB1 = 15,1532mA−187,077µA= 14,9661mA (11)
De las condiciones de diseño se tiene sabe el valor deUCE−T1. Luego:
URC1 = UDC−UCET1 −UDZ1 = 24V −7V −10V = 7V (12)
y el valor del resistorRC1 es:
RC1 =URC1
IC1=
7V14,9661mA
= 467,724Ω (13)
De la malla inferior central:URB2 = IRB2 ·RB2 = UBET1 +UDZ1 (14)
despejando y operando:
IRB2 =UBET1 +UDZ1
RB2=
0,7V +10V10kΩ
= 1,07mA (15)
En el nudo de la base del transistorT1:
IRB1 = IB1+ IRB2 = 187,077µA+1,07mA= 1,25708mA (16)
la tensión que soporta el resistorRB1 es
URB1 = URC1 +UCBT1 = URC1 +UCET1 −UBET1 = 7V +7V−0,7V = 13,3V (17)
y el valor del resistor es
RB1 =URB1
IRB1
=13,3V
1,25708mA= 10,5801kΩ (18)
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