Electrónica 1 Examen – 05/02/2018----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

EXAMEN DE ELECTRÓNICA 105/02/18

Resolver cada problema en hojas separadas.Duración de la prueba: 3 horas 30 minutos.La prueba es sin material.Los puntajes de los problemas se indican sobre un total de 100 puntos.

PROBLEMA 1 (41 puntos)

Para el circuito de la Figura 1:a) Calcular la ganancia diferencial en banda pasante Vo/(Vin+ - Vin-).b) Asumiendo que todos los transistores son idénticos, indicar si la ganancia en modo común esnula o no nula (y en ese caso calcularla). Fundamente claramente su respuesta.c) Calcular el slew rate.

La fuente de corriente de la Figura 1 se implementa con el circuito de la Figura 2. Los transistoresQ7 y Q8 funcionan como llaves, manejadas por V1 y V2 (que es igual a V1 negada). La tensiónV1 es generada con un circuito no mostrado en la Figura 2 y se comporta de la siguiente manera:* Cuando |Vin+ - Vin-|< Vt, entonces V1 = VCC (V2 = -VCC)* Cuando |Vin+ - Vin-|> Vt, entonces V1 = -VCC (V2 = VCC)La resistencia R2 es mayor que R1.

d) Diseñar RB1 y RB2 para que Q7 y Q8 funcionen como llaves.e) Calcular el slew rate del circuito de la figura 1, pero polarizado con la fuente de corriente de lafigura 2. f) Calcular el rango de entrada en modo común (ICMR).

Datos de los transistores: npn: , VBE, VCESAT, VA=inf, pnp: , VEB=VBE, VECSAT = VCESAT,VA=inf.

Figura 1 Figura 2

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PROBLEMA 2 (41 puntos) Para el circuito de la Figura 1:

a) Dibuje las formas de onda de los nodos Vo1, Vo2 y Vout asumiendo que la entrada(Vin+ - Vin-), es una sinusoide de amplitud VAmp y frecuencia f y que el zener Dz opera enzona zener.

b) Si el amplificador U1 no es ideal porque tiene producto ganancia por ancho de banda fT, cuál sería la frecuencia f máxima para que las formas de onda sean las de la parte a). Justifique

c) Dimensione la resistencia Rz para que Dz opere en zona zener.d) Ahora, asumiendo que el amplificador U4 tiene corrientes de polarización Ibias y de offset

Ioff. ¿Qué condiciones tienen que cumplir Ibias e Ioff para que no afecten el funcionamiento del circuito? Analice tanto el caso de Ibias entrante como saliente.

e) Si ahora U4 tiene tensión de offset Voff. ¿ Cómo se modifica la curva de Vout de la parte a)en función de Voff?

Datos: Dz: IzT, Vz, PzmaxVAmp > VzAsuma que los amplificadores son ideales salvo donde se indique lo contrario y todos estan alimentados de +Vcc/-Vcc.

Figura 1

PREGUNTA (18 puntos)Se tiene un inversor CMOS con una señal a la entrada con tiempos de subida y bajada no nulos tr = tf = 50ns y frecuencia de 1MHz. Los transistores del inversor tienen: n = p=200A/V2 ,VT0n=VT0p=0.5V, n=p=0 y la alimentación VDD

es 3.3V. La capacidad de carga CL se podráconsiderar despreciable, salvo donde se indique lo contrario. Observar que si la capacidad decarga es muy pequeña el inversor responde de acuerdo a su característica estática.

i.Dar una estimación del máximo pico de corriente tomado de la fuente.ii.Estimar la potencia consumida por la corriente de camino directo, basándose en la estimación

hecha en i) y las aproximaciones vistas en el curso.iii.Si ahora se considera que se tiene una capacidad de carga CL de 5pF, ¿cuánto vale la potencia

dinámica consumida debido a esta capacidad de carga?

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