Ejercicios resueltos de tecnología electrónica.

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1 Ejercicios resuelos de ecnología elecrónica. Boleín. Circuios y sisemas analógicos. 7 de agoso de 008 All ex is available under he erms of he GNU Free Documenaion License Copyrigh c 008 Sana (QueGrande.org) Permission is graned o copy, disribue and/or modify his documen under he erms of he GNU Free Documenaion License, Version 1. or any laer version published by he Free Sofware Foundaion; wih no Invarian Secions, no Fron-Cover Texs, and no Back-Cover Texs. A copy of he license is avaliable a hp:// 3. a) En el circuio recorador de la figura, D compensa las variaciones de emperaura. Admiamos que los diodos ienen una resisencia en inverso infinia, que la resisencia direca es de 0Ω, y que ienen un puno de rupura en el origen (V T = 0). Calcular y razar la caracerísica de ransferencia en función de. Demosrar que el circuio iene un puno de rupura exendido, es decir, dos punos de rupura muy próximos enre si. b) Hallar la caracerísica de ransferencia que resularía si se eliminase D susiuido por la resisencia R. c) Demosrar que el doble puno de rupura del aparado a desaparecería, quedando el único puno del aparado b si las resisencias direcas de los diodos fuesen despreciables frene a R. 100KΩ V R D1 D 00KΩ 100V 5V Solución: a) I) 5V D1,D OFF = 5V II) 5V V R D1 ON, D OFF QueGrande.org 1 QueGrande.org

2 100KΩ D1 ON I = I 00KΩ 5V = 5 I 00 = I I ( Vi I 30I ) = 3 I 3 Válido hasa que = V R = 100V (D empieza a conducir) = 100V =... = 137,5V III) 137,5V D1 = D = ON 100KΩ D1 ON = 100V 00KΩ 100V 5V 100V 5V = V 137,5V 7. Supóngase que los diodos de la figura son ideales. Trazar la curva de en función de para valores de comprendidos enre 0 y 50 Volios. Indicar odas las pendienes y niveles de ensión. Indicar cuáles conducen en cada región. D3, D1 D 10K 6V 0V Solución: QueGrande.org QueGrande.org

3 Diodos ideales. Hallar = f( ) para 0 50V { D3, D OFF a) 0 D1 ON D1 I 6V I = { Vo = I 5 = 3V 0 3V b) 3?, I 1 I I 1 I 6V Malla 1 a : 6 =,5I 1 5I [1] Malla o : 6 = 5I 5(I 1 I ) [] [1] [] I 1 = 5 [1] [] I = 9 10 = 5(I 1 I ) = 3 Válido hasa que I = 0 D1OFF I = 0 = 9V = 3 3V 9V c) 9V? QueGrande.org 3 QueGrande.org

4 { D1, DOFF D3ON, = 5 = 1,5 5,5 Válido hasa que D empieza a conducir, lo que ocurre cuando = 0V. = 0V = 1,5 = 30V = 1,5 9V 30V d) 30V? { D3, DON D1OFF, I 1 I I 1 I 10K 0V Malla 1 a : 0 =,5I 1 10I Malla o : 0 = 10I (I 1 I ) 5 I 1 = I = 6 35 = (I 1 I ) 5 = QueGrande.org 4 QueGrande.org

5 31V 0V = V 3V = 1,5 3V 9V 30V 50V 10. El sisema de puene recificador de la figura se emplea para consruir un volímero de alerna. La resisencia direca de los diodos es de 100Ω, la de R es de 500Ω y la del amperímero es despreciable. La señal de ensión viene dada por v s = 100sen(ω). a) Esbozar la onda de la corriene i L a ravés del amperímero. Calcular los valores máximos insanáneos. b) Escribir una inegral cuyo valor dé la lecura del amperimero de coninua. Evaluar esa expresión y hallar I dc. c) Dibujar realísicamene la onda de ensión a ravés del diodo D1. Indicar los valores insanáneos máximos. d) Escribir una inegral cuyo valor nos dé la lecura de un volimero de valor eficaz, colocado en paralelo con D1. (ese aparado no iene en serie un condensador de bloqueo) Hallar el valor eficaz de esa ensión del diodo. D1 D R Enrada v() D3 D4 Solución: R = 50Ω R f diodos = 100Ω R amp 0 v() = 100 sin(ω) Se usa el puene para hacer un volímero de alerna. a) Dibujar la forma de la onda de corriene i L a ravés del amp. QueGrande.org 5 QueGrande.org

6 100 π π 100 V () = 100 sinω i ω π π Circuio equivalene en el semiciclo posiivo: 50Ω Ω I l max = max = max 50 = = 0,4A i l () = 0,4 sin ω b) Escribir una inegral cuyo valor dé la lecura del amperímero en coninua. Evaluarla y hallar I DC. I DC = i() = 1 T [ 1 π ] i() d = 0,4 sinα dα = 0,4 T 0 π 0 π [ cosα]π 0 = 0,4 = 54,6mA π c) Dibuja la onda de ensión a ravés de D1. D1 = ON V D = I C 100 D1 = OFF V D = I C 100 QueGrande.org 6 QueGrande.org

7 40V I i max 100 = 0,4 100 = 40V π π 40V d) Escribir una cuyo valor nos dé la ensión de un volímero de V ef conecados en con D1, y hallar dicho valor. V D1 () = 40 sinω V ef = 8,8V ef 1 1 x () = x T () d = T π V ef = V p = V pp π 0 40 sin α dα = A = 100 = Feb-9. En el circuio de la figura, donde los diodos presenan: R F = 10Ω, V γ = 0V, R r, se pide: a) Dibujar un periodo compleo de la forma de onda correspondiene a i L. Indicar el valor máximo y el valor del periodo de esa señal. b) Valor de coninua y eficad de la ensión en R L. c) Poencia disipada y ensión inversa máxima soporada por cada diodo. D4 D R g = 0Ω R = 100Ω f = 1KHz V g = 100V ef D3 i L D1 Solución: a) Dibujar 1T de la forma de onda de i L. f = 1KHz T = = 1ms QueGrande.org 7 QueGrande.org

8 V g = 100V ef V g = V p V p = V g = 141,4V i Lmax = V g max = R 1,01A i L () 141,4V = 1,01A b) Valor de coninua y eficaz de la ensión en R L. V L max = I L max R L = 1,01A 100Ω = 101,015V v L () V dc = v() = 1 T T 0 v() d = 1 T T 0 v() d =... = V dc = V Lmax π = 64,3V V ef = V Lmax = 71,4V c) Poencia disipada y nv.maxima soporada por cada diodo. i D () 1,01 P = I ef R D 1 I ef = π π 0 I m sin αdα = I Lmax = 0,505A QueGrande.org 8 QueGrande.org

9 P = I R = 0, =,55W nv.max = I Lmax (10Ω 100Ω) = 111,1V Feb-93. Considérese el circuio de la figura en el que los diodos D 1 y D son ideales, y los diodos zéner ienen la caracerísica de la figura. Se pide: a) Caracerísica de ransferencia = f( ) y su represenación gráfica. b) Represenación gráfica de la ensión de salida () cuando se inyeca a la enrada una señal riangular V () como la de la figura. D 1 D Z1 D Z R L = 0Ω 10V (vol.) D 0 I(mA) T/ T 5 0,6 0,7 V (vol.) 10V Solución: a) Hallar la caracerísica de ransferencia y represenar la gráfica. De la segunda gráfica sacamos: V e R f = V 0,7 0,6 = I 0 V γ = 0,6V V Z = 5V R rz = 0 (Zéner) R r OFF = 5Ω V e = D Z1 = ON 0,6V 5Ω QueGrande.org 9 QueGrande.org

10 D Z1 = Zener 5V 0,6V 5V 5Ω V e I i 0Ω Válido para V e = 5,6V I L = V e 0, = I L R L = V e 5,6 5 0 = 0,8V e 4,48 (V e 5,6) = 0,8 = 4,48 = 0,8 = 4,48 5,6 5,6 b) Represenación gráfica de () para la () de la figura. QueGrande.org 10 QueGrande.org

11 (vol.) 10V 5,6V T 5,6V 10V T/ 3,5V = 0,8 4,48 = 10V = 3,5V 0 T () = 10 0 T/ () = 5,6 1 = 0,11T () = 5,6 = 0,39T QueGrande.org 11 QueGrande.org