R1 R4 R1 I SA. V sa. V en -10V

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1 ES238 Eletrônica Geral I 1ř semestre de /set/2006 SEGUNDO EXERCÍCIO ESCOLAR Para todos os transistores bipolares presentes, considere que I sat = A, V T = 25mV e β = 100. Para um coletor comum R sa = [(r π + R f )/(β +1)]//R E e R en = r π +(β + 1)R E. 1. Dado o circuito abaixo, onde R2 = 10kΩ, e os transistores são idênticos, calcule o valor de R1 para que I SA = 10µA. R1 I SA R2 2. Calcule o ganho de tensão Av = v sa /v en no circuito abaixo. Quais são os limites de tensão do sinal de saída? 50kΩ 100µΑ -10V 3. Assumindo ambos transistores com V BE = 0,6V e I C = 1mA, calcule os resistores para polarizar o circuito abaixo na máxima excursão de saída. Calcule o ganho de tensão Av = v sa /v en. R1 R4 R2 R3 1

2 ES238 Eletrônica Geral I 2 o semestre de /mar/ Calcule o ganho de pequenos sinais do circuito abaixo para ARGA igual a 100Ω e 1kΩ. Considere que V SA = 3, 5V e V EN = 0V. Para o JFET, ( ) 2 I d = 2 1 Vgs 2 ma. VEB (PNP) = V BE (NPN) = 0, 5V ; V A = 100V, V T = 25mV e β = 200 para os dois bipolares. 10V 0,5mA 5kΩ 2kΩ 20kΩ ARGA 2. Desenhe uma porta lógica com entradas A, B e C que realize a função Y = A B + C. O zero lógico é uma tensão de 0V a 2V e o um lógico é uma tensão de 3V a 5V. O consumo estático do circuito deve ser zero. 3. Considerando o uso de um dos circuitos abaixo como o estágio de entrada de um amplificador operacional, qual a(s) vantagem(ns) do circuito 1 em relação ao circuito 2? E qual a(s) vantagem(ns) do circuito 2 em relação ao circuito 1? Comprove sua resposta (ou seja, se você disser que a resistência de saída do circuito A é maior que a do circuito B, calcule as resistências de saídas e comprove). Considere V CC = 10V, R EE = 100kΩ, R E = 1kΩ e = 10kΩ. β = 100, V A = 100V e V T = 25mV. Circuito 1 Circuito 2 V CC V CC V e+ R E R E V e- V e+ V e- R EE R EE -V CC -V CC 1

3 ES238 Eletrônica Geral I 1 o semestre de /jul/ No circuito 1, calcule o ganho de tensão com R L =. Calcule o valor da resistência de carga R L que faz este ganho cair pela metade. 2. Repita a questão anterior acrescentando um estágio de saída classe B ao circuito (desconsidere o R π dos transistores do estágio de saída). Calcule a máxima eficiência do circuito em ambos os casos. 3. Calcule a razão de rejeição de modo comum (RRMC) do circuito Calcule o ganho de tensão diferencial do circuito 2. 10kΩ 10kΩ 1mA 100kΩ V e1 V e2 R L 100kΩ 100µA -10V -10V Circuito 1 Circuito 2 Para os transistores bipolares, considere V A = 100V, V T = 25mV, β = 50. Para os transistores MOS, gm = KP I D e r o = 1/(λI D ). Considere V Th = 0.8V, KP = 50µA/V e λ = 0.02V 1 1

4 ES238 Eletrônica Geral I 2 o semestre de /dez/ No circuito a, V P é uma tensão constante que polariza Q2 com a mesma corrente I C de Q1. Obtenha o ganho de tensão v sa /v en deste circuito com saída em aberto (R L = ) para: i)i C = 1mA. ii)i C = 10mA. Para ambos os casos, calcule o valor de R L que faz este ganho cair pela metade. 2. Calcule o ganho de pequenos sinais do circuito b para ARGA igual a 100Ω e 1kΩ. Considere que V SA = 3, 5V e V EN = 0V. Para o JFET, g m = 2I D / (V GS + 2) e r o = 50/V DS. V EB (PNP) = V BE (NPN) = 0, 5V ; V A = 100V, V T = 25mV e β = 200 para os dois bipolares. Circuito a Circuito b 3. Considerando o uso de um dos circuitos abaixo como o estágio de entrada de um amplificador operacional, qual(is) a(s) vantagem(ns) que um circuito tem em relação ao outro? Comprove sua resposta (ou seja, se você disser que a resistência de saída do circuito A é maior que a do circuito B, calcule as resistências de saídas e comprove). Considere V CC = 10V, R EE = 100kΩ, R E = 1kΩ e = 10kΩ. β = 100, V A = 100V e V T = 25mV.

5 ES238 Eletrônica Geral I 1 o semestre de /mai/ Obtenha para o circuito abaixo o valor ótimo de I C para maximizar o ganho de tensão de pequenos sinais A v = vsa v en em função de β,, R F, V A e V t. VCC R F 2. Projete um circuito com alimentação de 0 e 10V que tenha um ganho de tensão entre 30 e 40 com 50 < β < 100 e 1 kω < ARGA <. Considere V t = 25 mv. 3. Calcule a resistência de saída (sem considerar ou R D ) e o ganho de tensão de um cascode com MOSFET. 4. A figura abaixo representa um indutor planar feito de metal, que tem resistência de folha de 0,1 Ω/ e capacitância de 1 ff/(µm) 2 dele para o substrato. Calcule o chamado fator de qualidade deste indutor através da fórmula Q = 1 R L C. O quadriculado mostrado é espaçado de 1 µm.

6 ES238 Eletrônica I 2 o semestre de /out/ Obtenha no circuito abaixo: ganho de tensão diferencial A v,d = v sa / (v en1 v en2 ) (com atenção para o sinal), resistência de entrada diferencial e resistência de saída. Considere β = 100, V A = 100 V e V T = 25 mv. 2. Considere agora que no circuito anterior v en2 = 0. Obtenha o ganho v sa /v en1 em função de A v,d. (Dica: Calcule a RRMC). 3. Calcule o ganho de pequenos sinais e a resistência de saída do circuito abaixo considerando que V EN = VDD/2. Use I D = KP 2 (V GS V Th ) 2 e r o = (λi D ) 1 e considere VDD = 5 V, V Th = 1 V, KP = 200 µa/v 2 e λ = 0.02 V 1.