Electronica II - 1ra Evaluación - I Termino 2008 - 2009
10
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERIA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN ELECTRÓNICA II PRIMERA EVALUACIÓN I TÉRMINO 2008-2009 11 de Julio del 2008 NOMBRE : ___________________________________________ PARALELO : __ PROBLEMA # 1 (25 p) Se desea diseñar un amplificador basado en el circuito mostrado de tal forma que las frecuencias de corte para baja sean: f LCs = 2 Hz; f LCc =30 Hz y f LCe = 400 Hz. Para el diseño considere lo siguiente: Q 1 : β = 100 y V BE = 0.7 (V). Vcc = 24 (V); R S = 100Ω (resistencia de la fuente alterna); R L = 1 KΩ (resistencia de carga). Vc = Vcc/2 para tener igual excursión alterna máxima alrededor del punto de operación. I CQ = 4 (mA); R 1 = 4R 2 y R C = 3R E . C be = 40pF; C bc = 3pF; C ce = 1pF; C wi = 5pF y C wo = 7pF. Calcule: a) Los valores de R C , R E , R 1 , R 2 , C S , C E y C C (17p). b) El ancho de banda del circuito (8p).
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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERIA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN
ELECTRÓNICA II
PRIMERA EVALUACIÓN I TÉRMINO 2008-2009 11 de Julio del 2008 NOMBRE : ___________________________________________ PARALELO : __
PROBLEMA # 1 (25 p)
Se desea diseñar un amplificador basado en el circuito mostrado de tal forma que las frecuencias de corte para baja sean: fLCs = 2 Hz; fLCc=30 Hz y fLCe = 400 Hz. Para el diseño considere lo siguiente:
Q1: β = 100 y VBE = 0.7 (V). Vcc = 24 (V); RS = 100Ω (resistencia de la fuente alterna); RL = 1 KΩ (resistencia
de carga). Vc = Vcc/2 para tener igual excursión alterna máxima alrededor del punto de
operación. ICQ = 4 (mA); R1 = 4R2 y RC = 3RE. Cbe = 40pF; Cbc = 3pF; Cce = 1pF; Cwi = 5pF y Cwo = 7pF.
Calcule: a) Los valores de RC, RE, R1, R2, CS, CE y CC (17p). b) El ancho de banda del circuito (8p).
a) DC
2
22
2
2
21
2121
5
4
4
4*
1
3
3*
3
34
1224
41224
4*
.122
24
2*
RRR
R
RR
RRRRR
kR
RR
RR
kR
R
R
mAI
VVcc
Vc
TH
E
C
E
EC
C
C
C
CQ
kR
kR
RkR
I
IRVR
IRIRV
VRR
R
RR
RV
TH
B
EETHTH
EEBTHTH
TH
5.7
.875.1
*5
45.1
100
4
)100
101*4(*)1(7.08.4
7.0
7.0
8.44
24*24
1
2
2
22
2
21
2
AC – Banda Media
kh
I
mVh
ie
b
ie
65.0
26
AC – Baja Frecuencia
Cs: Cc y CE abiertos
uFC
HzkkC
CRRf
kR
RhR
S
S
sT
LCS
T
EieT
42.50
2478.11.02
1
2
1
478.1
110167.05.1*15.1
11
1
1
Cc: Cs – Corto y CE – Abierto
uFC
HzkkC
CRRf
kRR
C
C
CLT
LCC
CT
3263.1
30*132
1
2
1
3
2
2
CE: Cs y Cc, corto
uFC
C
CRf
kR
E
E
CT
LCE
T
4.54
400*31.72
1
2
1
31.711
65.05.11.0
2
3
b) AC – Alta frecuencia:
pFpFpFpFCCCC
pFpFpFpFCCCC
pFAv
CC
pFC
pFAvCC
i
i
Vi
VoAv
woceMoo
Miwibei
bcMo
Mi
bcMi
b
b
026.1171026.3
154.394154.349540
.026.3'
11
154.349
)38.1151(3)'1(
38.11565.0
13'
MHzBW
HzMHzffBW
MHzf
Cf
MHzf
Cf
LceHci
Hco
o
Hco
Hci
i
Hci
928.4
400928.4
246017.19
)13(2
1
92829.4
65.05.11.02
1
PROBLEMA # 2 (25 p)
Datos :
100
v7.0V:Q
EB
1
;
%80Eficiencia
1)primario(Rp:dorTransforma
Encuentre:
a) Rectas de carga en DC y AC (7p). b) Potencia máxima sin distorsión en la
carga.(4p) c) Eficiencia de potencia máxima (5p) d) Potencia del transistor en eficiencia
máxima. (4p) e) Si Vip=800mv, Grafique VL, y Vec versus
el tiempo indicando valores de voltaje. (5p)
a) DC:
06.6100
10151
100
1015115
015150
879.1215150
652.350
506.3
)101(533.8
7.05.2
05.233.87.050
33.8
5.25010
10*15
DC
CEC
CECE
CEEC
CQ
B
B
BE
T
T
R
IV
IVI
VIIV
mAI
mAI
I
II
R
VV
Q
Recta DC
VEC IC
15 0
0 15/6.06=2.475A
Recta AC
ecCecCECec
ec
ecL
LceLcec
LL
RIRIVv
R
RR
RiiRiv
RR
05.26
1*51
1*5'15)'1(
20522'
'
22
b)
MPP 2VCE=25.758
2ICQRac=18.2
WP
PP
WRi
P
Ai
Vv
LMAX
RLIEC
L
cq
RL
cp
ecp
98366.0
983658.0'
22957.1'2
'
350652.0
13448.9
2
max
max
c)
Vec Ic
VEC+ICQRec=22.0119 0
0 ICQ+
ac
EC
R
VQ
=845.047mA
%907.10100*
01854.9
4708.257.0
.250584.0
50
)15(
2505.0350.015
0
1
1
1
i
iDC
EB
B
i
Ccci
P
P
WP
VIV
AI
VI
P
IIVP
d)
WWWRac
vIVP ce
CCEQ QQ91454.2601.151605.4
2
2
e)
.067.4
0838.510154159.7
5*101120100
15
51'
4159.726
5612.1
2
1
1224.3
'903.3
10054159.7
20100
15
'
1
'
'
1
1
Vv
iih
iRRi
v
v
I
mVhie
Vv
v
v
Vv
v
vVAv
iih
RiAv
p
P
ec
bie
bLb
i
ec
B
L
L
L
pL
i
L
bbie
Lb
PROBLEMA # 3 (20 p)
Para el circuito mostrado:
a) Grafique rectas de carga en DC y AC. (5p)
b) Para condición de eficiencia máxima sin distorsión, calcule: VLp, potencia de entrada, potencia de salida, eficiencia y potencia de cada transistor (5p).
c) Grafique V1 y VL para condición de máxima eficiencia sin distorsión (5p).
d) Calcule la potencia máxima de cada transistor (5p).
DC
0
102
20
Cq
CE
I
VV
AC
Rec=RL
VCE IC
10 LCQCEQ RIV 0
0 A
R
vI
L
CEQ
CQ 1
WP
PPP
P
P
WPR
vP
WPi
VP
distorsiónAi
Vvv
Q
oiQ
i
o
out
L
LP
out
in
cp
ccin
cp
LpCEQ
683.0
366.1
%5.78100*
510*2
10
2
366.61
20*
sin,1
10
2
22
WP
Wp
R
V
R
V
R
VP
VV
v
R
vv
R
V
v
P
R
Vv
R
VP
Riv
R
viVP
Q
L
CC
L
CC
L
CC
Q
CC
LP
L
LP
LP
L
CC
LP
Q
L
LP
LP
L
CC
Q
LCQLP
L
LPCQ
CCQ
0132.1max
026.2
2
1
2
1*
366.6
02
2
0
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
