Circuitos Electrónicos II (66.10) Departamento de Electrónica. Facultad de Ingeniería. Universidad de Buenos Aires Guía de Problemas Nº 2: Fuentes Reguladas 1.- En la siguiente figura se muestra un rectificador de onda completa con filtro. a) Analizar su funcionamiento. Suponer nula la resistencia dinámica de los diodos del puente rectificador y el transformador ideal. b) Calcular y seleccionar todos los componentes, justificando su elección, según los siguientes requerimientos: V L = 220 V +10%/-20% +V=48 V +/- 20% -V=-48 V +/- 20% RL mín =15 Ω 2.- Determinar: b) El valor máximo de Vi c) El valor mínimo de Vi d) La potencia máxima disipada por R1 e) La potencia máxima disipada por T1 T1 13/04/08 1/7
R1=220 Ω, 5%; RL mín =10 Ω T1: TIP142 Dz: 1N5359B 3.- Para el siguiente circuito calcular R1,R2, R3 y la potencia máxima disipada por T1. Vi=6,7 a 9 V Vo=5V RL mín =5Ω D1: Vz=2,7 volts, Iz mín =10 ma, Pz=1W; T1,T2: β1=β2=20, V BE =0,7V, V CE sat =0,7V 4.- Dado el circuito de la siguiente figura, donde sus datos son: R1 = 820 Ω R2 = 3K3 R3 = 10 KΩ R4 = 100 Ω R5 = 100 Ω R6 = 0,18 Ω R7 = 680 Ω R8 = 2K2 D1: V z = 6,2 V, r z 0 Ω, I z mín = 3 ma Transistores de silicio con V BE = 0,7 V y V CE sat = 0,7 V β1 = 20; β2 = 50; β3 = 200; β4 = 200 Se pide: a) El circuito configura un regulador serie y en él puede visualizarse un lazo de realimentación negativo. Determine la magnitud que se muestrea y la que se suma. b) Determine la corriente que circula por al carga cuando RL vale: I) 14,5 Ω II) 6 Ω ΙΙΙ) 2 Ω IV) 0 Ω 13/04/08 2/7
5.- Dado el siguiente circuito se pide: a) Determinar la magnitud que se muestrea y la que se suma. b) Obtener una gráfica de Vs = f(is). Calcular Is (Máx)., Is (CC), P D T1 (Máx). y P D T1 (CC). c) Para RL = 15 Ω calcule los valores mínimos de V1 y V2 para los cuales la fuente aún sigue regulando. d) Repetir el punto (b) quitando T6. e) Repetir el punto (b) quitando R9 y puenteando R10. 13/04/08 3/7
V1 = 12 V; V2 = 30 V V z = 6,3 V; I z mín = 3 ma; r z 0 Ω D1 = D2 = Si con V D = 0,7 V R1 = 270 Ω ; R2 = 22 KΩ ; R3 = 120 Ω ; R4 = 1 KΩ ; R5 = 4K7 ; R6 = 700 Ω ; R7= 6K3 ; R8 = 0,5 Ω ; R9 = 10 KΩ ; R10 = 200 Ω ; R11 = 100 Ω β1 = β2 = 20; β3 = 100; β4 = β5 = 150; β6 = 80 Todos los transistores son de silicio con V BE = 0,7 V y V CE Sat = 0,7 V 6.- En el circuito del probelma 5 Se desea intercalar un amperímetro para la medición de la corriente de salida, proponiéndose los métodos inidcados en la en la siguiente figura. Cuál debería usarse y por qué? 7.- El integrado de tres terminales del circuito que se muestra acontinuación presenta la característica de salida indicada. a) Analizar el funcionamiento del circuito. Para qué se coloca R? b) Admitiendo que la corriente de entrada de la fuente de tres terminales es igual a la de salida, se pide graficar en función de RL, para valores de ésta comprendidos entre 0 Ω y 20 Ω: -Potencia disipada por RL -Potencia disipada por R -Potencia disipada por el integrado -Potencia entregada por la fuente V E 13/04/08 4/7
8.- Analizar el funcionamiento del siguiente circuito y calcular: a)potencia disipada por RL b)potencia disipada por R c)potencia disipada por el integrado d)potencia disipada por el transistor e)potencia entregada por la fuente V i V i = 20 V; R= 1 Ω RL: I) 20 Ω II) 10 Ω III) 5 Ω IV) 2 Ω T1: Transistor de silicio con V BE ON = 0,7 V y V CE Sat = 0,7 V Regulador integrado de 3 terminales: 10 V/1A, I B = 4 ma 9.- Los siguientes circuitos utilizan una fuente regulada de 3 terminales 78xx. Para cada uno se pide: a) Analizar su funcionamiento, comparando las ventajas e inconvenientes de cada solución circuital. b) Determinar V s c) Determinar el valor mínimo de V E 13/04/08 5/7
10.- Analizar las hojas de datos del regulador 723, discutiendo los distinos circuitos de conexión indicados. 11.- Idem para el regulador universal de conmutación LM78S40CN. 12.- Grafique un circuito eléctrico que realice la analogía del fenómeno que involucra la potencia disipada por un transistor, su disipador y las temperaturas en cada punto de interés. Defina cada uno de los componentes indicando en que unidades se miden. 13.- Para el transistor de potencia de silicio BD139, montado en el centro de una chapa de cobre cuadrada, de 10 cm de lado y 4 mm de espesor, de color negro, dispuesta horizontalmente mediante un separador de 50 µm aislante de mica seco, calcular: 13.1) La potencia máxima que puede disipar para una temperatura ambiente igual a 40 ºC. 13.2) Si el transistor tiene aplicada una tensión colector-emisor (V CE ) de 50 V, la máxima corriente que puede circular. 13.3) Repetir 13.1 y 13.2 para el caso en que se lo utilice sin disipador. 13.4) Repetir 13.1 y 13.2 para el caso en que esté montado sobre un disipador cuya resistencia térmica sea 1 ºC/W y el aislante de mica se encuentre con grasa siliconada. 13.5) En todos los casos anteriores, determinar el valor de temperatura de la carcaza del transistor. 14.-Un transistor cuya resistencia térmica juntura-carcaza (θjc) es de 1,52 ºC/W, se encuentra ubicado sobre un disipador cuya resistencia térmica (θda) es de 4 ºC/W. La temperatura del disipador, bajo ciertas condiciones de funcionamiento, es de 75 ºC y la temperatura ambiente de 25ºC. Determinar cuál es la potencia disipada por el transistor, y su temperatura de juntura. 15.- Idem problema 14, pero con la diferencia que no se da el dato de θjc pero sí los siguientes: Potencia disipada máxima a 25 ºC de carcaza: 115 W Temperatura de juntura máxima: 200 ºC 16.- Las posibles especificaciones térmicas de un transistor son las siguientes: Resistencia térmica juntura-carcaza Resistencia térmica juntura-ambiente Máxima temperatura de juntura Curva de degradación de potencia en función de la temperatura de carcaza Curva de degradación de potencia en función de la temperatura ambiente Potencia de disipación máxima a 25 ºC de temperatura ambiente Potencia de disipación máxima a 25 ºC de temperatura de carcaza. 13/04/08 6/7
Para el transistor TIP3055 (de las hojas de datos de Texas Instruments) ubique cuál de las especificaciones están dadas y deduzca las demás. 17.- Utilizando el regulador LM78S40, diseñar una fuente capaz de satisfacer las siguientes condiciones: Vin = 5 V; Iout = 150 ma fmín = 20 khz Vo = 15 V Vripple < 1% 18.- Utilizando el regulador 723, diseñar una fuente según las siguientes especificaciones: Vin = 220 Vac +10%/-20%, 50 Hz Vout = +3 Vdc a +15 Vdc Iout = 500 ma Protección: por corriente constante // 13/04/08 7/7