Ejercicios de Amplificadores de Potencia y Amplificador Diferencial

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA VALENCIA
DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD
CÁTEDRA DE ELECTRÓNICA II
Asignatura: Electrónica II
Nombre:
Sección: Pot. Noche
Período:
C.I.:
Prof.: César Martínez
Nota:
1. Verdadero y falso. Responder marcando con una X en la casilla correspondiente a la respuesta
correcta. Sólo una de las casillas debe ser marcada. (0,5 ptos. c/u)
1.a. En un amplificador Clase B en contrafase de simetría complementaria, la potencia
de entrada disminuye a medida que la tensión en la carga aumenta.
V
F
1.b. En un amplificador Clase A acoplado con transformador, el transformador de
acoplamiento tiene objetivo aumentar la tensión en la carga conectada.
V
F
1.c. En un amplificador Clase A alimentado en serie, la máxima tensión colector-emisor
que puede adoptar el circuito es igual a la tensión de alimentación (Vcc).
V
F
1.d. A medida que la temperatura en la unión colector-emisor de un transistor aumenta,
el dispositivo aumenta su capacidad de disipación de potencia.
V
F
1.e. En un amplificador Clase A acoplado con transformador, la máxima corriente de
colector que puede circular por el circuito debe ser siempre mayor a la máxima corriente
de colector especificada por el fabricante del dispositivo.
V
F
1.f. La máxima eficiencia de los amplificadores de potencia depende del punto de
máxima excursión en la que se encuentren los dispositivos.
V
F
2. Selección múltiple. Responder marcando con una X en la casilla correspondiente a la respuesta
correcta. Sólo una de las casillas debe ser marcada. (0,5 ptos. c/u)
2.a. La clasificación de los amplificadores de potencia es:
Clase A, Clase AB, Clase C.
Clase A, Clase B, Clase C.
Clase A, Clase B, Clase C, Clase D.
Clase A, Clase AB, Clase B, Clase C, Clase D.
2.b. La distorsión de Cross Over en un amplificador Clase B en contrafase de simetría
complementaria, se debe a:
La caída de tensión en las uniones base-emisor de los transistores.
La caída de tensión en las uniones base-emisor de los transistores y la amplitud de la señal de
entrada (Vi).
La caída de tensión en las uniones base-emisor de los transistores y la carga conectada.
2.c. A medida que la temperatura en la unión colector-emisor de un transistor aumenta:
El dispositivo gana capacidad de disipación de potencia.
El dispositivo pierde capacidad de disipación de potencia.
El dispositivo consume más potencia.
El dispositivo consume menos potencia.
2.d. En un amplificador Clase A acoplado con transformador, una excursión de corriente de
colector máxima implica:
Máxima eficiencia del circuito.
La mitad de la máxima eficiencia del circuito.
Ninguna de las anteriores.
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2. Para el circuito de la figura, el punto de operación Q es: VCEQ=23V, IBQ=14mA. Además, la tensión de
entrada senoidal (Vi) hace que la corriente de base (ib) tenga una excursión de 5,66mA (rms). El
transistor (Q1) posee la característica de salida que se muestra en la gráfica anexa, en la cual también se
muestra la recta de carga en AC del circuito. Considerar la caída de tensión VBE=0,7V.
Vcc
T1
RL
7,5ohm
Rb
N1/N2
Q1
C1
10uA
Vi
AC
iC (A)
2,4
IB=26mA
2,2
2,0
IB=22mA
1,8
1,6
IB=18mA
1,4
1,2
IB=14mA
1,0
0,8
IB=10mA
0,6
0,4
IB=6mA
0,2
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
40
44
VCE (V)
2.a. Determinar el valor de la resistencia de base (Rb) que coloca al transistor Q1 en dicho punto de
operación. (1 pto.)
2.b. Hallar la relación de transformación (N1/N2) del transformador acoplado. (2 ptos.)
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2.c. Hallar la potencia de entrada del circuito. (1 pto.)
2.d. Hallar la potencia que consume la carga conectada. (2 ptos.)
2.e. Calcular la eficiencia del circuito amplificador. (1 pto.)
3. Dado el siguiente circuito amplificador de potencia al cual se le introduce una señal de entrada
Vi=10*Sen(wt). Considerar la caída de tensión VBE=0,6V. Determinar:
+Vcc= +25 V
Rc1
Q1
C1
C2
RL=10 ohm
AC
Vi
Q2
Rc2
-Vcc=-25 V
3.a. Potencia de entrada. (2 ptos.)
3.b. Potencia de salida. (1 pto.)
3.c. Eficiencia del circuito. (1 pto.)
4. En un determinado momento la temperatura de la unión colector-emisor de un transistor es de 75ºC, y
en ese momento el dispositivo consume una potencia de 3W, además su hoja de especificaciones indica
que el mismo posee las siguientes características:
Factor de pérdida de disipación (fp) = -0,4W/ºC.
Temperatura umbral (Tumbral) = 65ºC.
4.a. Determinar la máxima potencia que puede disipar el dispositivo. (2 ptos.)
4.b. Determinar la temperatura máxima que puede soportar el dispositivo. (1 pto.)
4.c. Determinar la capacidad de disipación perdida hasta el momento. (1 pto.)
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5. Dado el circuito amplificador diferencial mostrado en la figura y considerando que los transistores son
idénticamente iguales (Q1=Q2=Q3=Q4), β=100, el voltaje de Early es VA=220V y VT=25mV, determinar:
VCC=10V
RC2
1,2Kohm
RC1
1,2Kohm
Q1
AC
Q2
V1
400mV*Sen(wt)
AC
V2
200mV*Sen(wt)
RE1
1Kohm
RE2
1Kohm
RE
3,3Kohm
Q3
Q4
VEE=10V
5.a. La corriente de polarización del par diferencial. (1 pto.)
5.b. Si los transistores del par diferencial se encuentran en estado activo. (1 pto.)
5.c. Las tensiones en Modo Diferencial y en Modo Común. (1 pto.)
5.d. La tensión de salida en Modo Diferencial en el terminal colector de Q1 (Vod1). (4 ptos.)
5.e. La tensión de salida en Modo Común en el terminal colector de Q1 (Voc 1). (4 ptos.)
5.f. La tensión de salida diferencial (Vod). (2 ptos.)
5.g. La relación de rechazo en modo común del circuito (CMRR) expresada en decibelios (dB). (1 pto.)