2º Parcial Fundamentos de electrónica

El transistor Bipolar posee dos uniones semiconductoras con una parte común (la base) tal que regulando su distancia (mediante campo), se produce o no, el denominado 'efecto transistor'. El transistor puede tener cuatro modos de funcionamiento en función del estado de polarización de sus dos uniones. Emparejar las definiciones: Unión Base-Emisor en Directa y Unión Base-Colector en Inversa. Unión Base-Emisor en Inversa y Unión Base-Colector en Inversa. Unión Base-Emisor en Inversa y Unión Base-Colector en Directa. Unión Base-Emisor en Directa y Unión Base-Colector en Directa.

Para diseñar una red de polarización de un transistor bipolar en modo activo normal se usa el modelo de Ebers-Moll en dos diodos en oposición con dos fuentes de corriente en paralelo. Seleccione una: Verdadero. Falso.

La estabilidad de un transistor viene determinada por el diseño de la red que lo polariza. La red de cinco resistencias pasivas provocan una realimentación negativa en tensión y en corriente. Indicar las respuestas correctas: La red de resistencias puede cambiarse por algunos dispositivos activos tales como diodos o transistores para mejorar la estabilidad del transistor. El coeficiente de inestabilidad debe ser lo mayor posible para así minimizar la corriente de fugas del transistor. Los factores externos mas importantes de inestabilidad son los cambios térmicos y los cambios en la tensión de polarización. El coeficiente de inestabilidad frente a la corriente de fugas del colector no depende de la temperatura. Cuanto mas pequeño sea el coeficiente de inestabilidad mas estable será el transistor pero, a la vez será menos eficiente. El transistor será mas estable cuanto mayor sea su ganancia en corriente con independencia de la red de polarización que use.

El transistor MOS puede estar en cuatro estados diferentes en función de la tensión aplicada entre Puerta y Fuente Vgs y la tensión aplicada entre Drenador y Fuente Vds. Tres de estos estados funcionan mediente campo (generándose una deriva de los electrones o huecos); el cuarto lo hace por difusión. Emparejar las siguientes cuestiones: MOS en zona lineal. MOS en zona Subumbral. MOS en zona de Saturación. MOS en Corte.

El modelo de pequeña señal es un modelo eléctrico de un dispositivo cuando se encuentra polarizado en un punto de su curva Tensión-Corriente. El modelo de pequeña señal está formado por fuentes de corrientes dependientes, resistencias y condensadores que tienen un valor definido según sea el punto de polarización. Así, cuando cambia el punto de polarización, cambian los valores de los parámetros pero no el modelo. Esta es la forma de linealizar localmente a un dispositivo que es por naturaleza, no lineal. Marcar las afirmaciones correctas: El modelo de pequeña señal solo sirve en aplicaciones de electrónica lineal. El modelo de pequeña señal sustituye al transistor cuando éste trabaja con señales. El modelo de pequeña señal se usa solo cuando empleamos pequeñas señales a la entrada del circuito. El modelo de pequeña señal es válido cuando se aplican pequeñas perturbaciones entorno al punto de polarización. El modelo de pequeña señal puede analizarse de acuerdo con la teoría de cuadripolos. El modelo de pequeña señal es aplicable a perturbaciones transitorias del circuito. Cuando se trabaja a frecuencias intermedias, el modelo de pequeña señal solo contiene resistencias y fuentes de corrientes dependientes. El modelo de pequeña señal solo sirve en aplicaciones de electrónica no lineal.

El modelo de pequeña señal solo se usa en el transistor polarizado. Para estudiar el comportamiento de un circuito frente a la aplicación de señales variables con el tiempo, es necesario transformar el circuito ya que las vías de paso de las señales son distintas que las vías de paso de la corriente continua. Marcar las afirmaciones correctas cuando se estudia un circuito frente a señales. A frecuencias intermedias, los condensadores del modelo de pequeña señal son cortocircuitos. Para las señales, la topología del circuito permanece inalterada ya que estas circulan por todo el circuito. A frecuencias intermedias se cortocircuitan los condensadores externos de paso y acoplo. A frecuencias intermedias, las resistencias que hay en paralelo a los condensadores de paso no existen para las señales. Se abren las fuentes de tensión ya que se consideran de resistencia nula para las señales. Se cortocircuitan las fuentes de Tensión ya que se consideran de resistencia nula para las señales. Para las señales, la topología del circuito cambia apareciendo resistencias interconectadas en las vías de paso de las fuentes de tensión. A frecuencias intermedias se abren los condensadores externos de paso y acoplo.

El transistor bipolar posee modelo válido de pequeña señal cuando está polarizado en modo activo normal. Los parámetros del modelo vienen determinados por derivadas realizadas en el punto de polarización (en curvas de entrada y salida) y dicho modelo posee dos representaciones: una en PI y otra en T. Ambos modelos son equivalentes y su uso es indistinto y aplicable según la topología que convenga con el objeto de simplificar los resultados obtenidos al calcular parámetros del circuito tales como la impedancia de entrada, la impedancia de salida, la ganancia de tensión,... Verdadero. Falso.

Un amplificador se comporta como tal en un rango de frecuencias determinado denominado rango de Frecuencias Intermedias. Seleccione una o más de una: A frecuencias intermedias los condensadores de acoplo son cortocircuitos y los de paso son circuitos abiertos. A frecuencias intermedias los condensadores de las uniones semiconductoras son cortocircuitos. A frecuencias intermedias los condensadores de las uniones semiconductoras son circuitos abiertos. A frecuencias intermedias los condensadores de paso son cortocircuitos y los de acoplo circuitos abiertos. A frecuencias intermedias los condensadores de acoplo y paso son cortocircuitos.

La electrónica tradicional clasifica a los amplificadores en cuatro tipos considerando sus características de impedancia de entrada y de salida. Emparejar las definiciones: Impedancia de entrada y de salida muy altas. Impedancia de entrada y de salida muy bajas. Impedancia de entrada muy alta y de salida muy baja. Impedancia de entrada muy baja y de salida muy alta.

El amplificador y su modelo de cuadripolo con transistor Bipolar o MOS se puede estudiar atendiendo al concepto de configuración. Al ser dispositivos de tres terminales se pueden configurar en forma de cuadripolo compartiendo uno de los terminales entre la entrada y la salida: Base o Puerta común, Colector o Drenador común y Emisor o Fuente común. La excitación del dispositivo depende de su configuración. Indicar la forma de excitar a cada configuración: Base o Puerta común. Colector o Drenador común. Emisor o Fuente común.

El modelo de pequeña señal del transistor bipolar contiene cuatro parámetros fundamentales: la impedancia de entrada RPI, la impedancia de salida RO, el parámetro de ganancia en corriente BETAAC y el parámetro de ganancia a transconductancia GM. Describir cada uno de estos parámetros: Ganancia en corriente BETAAC. Ganancia a transconductancia GM. Impedancia de salida RO. Impedancia de entrada RPI.

El modelo incremental del transistor bipolar se puede expresar mediante dos topologías equivalentes cuando la impedancia de salida RO es muy grande. El modelo en PI y el modelo en T. Pasar de una topología a otra es sencillo. Solo hay que cambiar la resistencia 'RPI' de la rama de entrada por otra de igual valor 're' en la rama de salida. Verdadero. Falso.

En los amplificadores multietapa formados por estructuras transistorizadas en cascada, es muy importante el proceso de adaptación de impedancias para optimizar el funcionamiento de cada una de las etapas. Seleccione una: Entre cada etapa la impedancia de salida debe ser igual a la impedancia de entrada. Cada etapa tendrá una impedancia de entrada muy pequeña y una impedancia de salida muy grande. Cada etapa tendrá una impedancia de entrada muy grande y una impedancia de salida muy pequeña.

Un amplificador operacional ideal posee en sus dos entradas una impedancia infinito. Así, si el terminal '+' del AO se encuentra a una tensión determinada, esa tensión aparece 'de forma virtual' en el terminal '-'. Este comportamiento trae como consecuencia, el principio denominado de 'tierra virtual' según el cual si el terminal '+' de un AO se conecta a tierra, su terminal '-' también se encuentra a tierra sobre una impedancia de valor infinito y de ahí lo del término 'vitual'. Verdadero. Falso.

El amplificador operacional (AO) es por definición un amplificador diferencial. En los AO reales es necesario definir dos ganancias relativas a las señales que entran por igual en sus entradas (Ganancia en Modo Común) y que entran de forma diferenciada por sus entradas (Ganancia Diferencial). El factor de rechazo al modo común es: Seleccione una: Un parámetro que mide la ganancia en el modo común. Un parámetro que mide la relación entre la ganancia en modo diferencial y la ganancia en modo común. Un parámetro que mide la ganancia en modo diferencial expresado en Decibelios.

El amplificador operacional es básicamente un amplificador de tensión (alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida). Sin embargo, se puede configurar como un amplificador a transresistencia o amplificador corriente-tensión en el que una corriente de entrada es transformada en una tensión de salida. Verdadero. Falso.

Al margen de las características de ruido, consumo, flexibilidad lógica y capacidad de integración, las puertass lógicas se caracterizan y estudian desde el punto de vista elástico y desde el punto de vista dinámico. Desde el punto de vista elástico, se miden dos coordenadas en la curva de transferencia (Vin, Vout) que coinciden con los puntos de inflexión que poseen derivada -1. Desde el punto de vista dinámico, se miden cuatro parámetros temporales básicos. Máxima tensión de salida correspondiente al '0' lógico que proporciona la puerta lógica. Intervalo de tiempo transcurrido entre el 50% de la amplitud de entrada en su flanco de bajada y el 50% de al amplitud del pulso de salida en su flanco de subida. Intervalo de tiempo transcurrido entre el 50% de la amplitud del pulso de entrada en su flanco de bajada y el 50% de al amplitud del pulso de salida en su flanco de bajada. Tiempo transcurrido entre el cambio de tensión en la salida del 10% y el 90% del valor máximo. Mínima tensión correspondiente al '0' lógico que acepta la puerta lógica en su entrada. Mínima tensión correspondiente al '1' lógico que acepta la puerta lógica de su entrada. Mínima tensión correspondiente al '1' lógico que proporciona la puerta lógica. Tiempo transcurrido entre el cambio de tensión en la salida del 90% y el 10% del valor máximo.

El modelo incremental o de pequeña señal nos permite linealizar localmente el comportamiento no lineal de los dispositivos semiconductores. Esta filosofía se lleva a la teoría de cuadripolos. En el modelo de cuadripolo de tipo 5 (híbrido), se relacionan la tensión de entrada Vin y la corriente de salida Vout con la corriente de entrada Iin y la tensión de salida Vout. Emparejar las siguientes definiciones: dVin/dIin(Vout=0). dVin/dVout(Iin=0). dIout/dVout(Iin=0). dIout/dIin(Vout=0).

Los modos del funcionamiento de un transistor bipolar son cuatro. Definir el estado del transistor en función de la polarización de las uniones. Unión Base-Emisor: Inversa Unión Base-Colector: Inversa. Unión Base-Emisor: Inversa Unión Base-Colector: Directa. Unión Base-Emisor: Directa Unión Base-Colector: Directa. Unión Base-Emisor: Directa Unión Base-Colector: Inversa.

Emparejar las afirmaciones: La corriente de Base. La corriente del Colector. La corriente del Emisor.

La configuración del transistor o topología para la entrada y salida de señales (base común, colector común y emisor común) influye en los esquemas de polarización del transistor (modo activo, saturación o corte). Verdadero. Falso.

Cuando un transistor NPN se encuentra en modo activo normal, el modelo de Eber Moll asociado se puede simplificar a: Una fuente de corriente dependiente cuyo valor es beta veces la corriente de base entre los terminales de colector y de base, y un diodo entre la base (ánodo) y el emisor (cátodo). Este es el modelo mas general válido para cualquier nivel de corriente de colector. Una fuente de corriente independiente entre colector y base y un diodo en directa ente emisor y base. Una fuente de corriente dependiente cuyo valor es beta veces la corriente base entre los terminales de colector y base, y una pila entre la base (negativo) y el emisor (positivo) de un valor de unos 0.6-0.7 V si el transistor va a trabajar en el rango de los miliamperios. Una fuente de corriente dependiente cuyo valor es beta veces la corriente base entre los terminales de colector y base, y una pila entre la base (positivo) y el emisor (negativo) de un valor de unos 0.6-0.7 V si el transistor va a trabajar en el rango de los miliamperios. Cuando el diodo se sustituye por una pila, estamos presuponiendo que en sus extremos cae un determinado potencial. Si hablamos de 0.6-0.7 V, la corriente que circula por el colector está en el rango de los miliamperios.

La relación entre la corriente de colector y la corriente de base de un transistor bipolar Beta=Ic/Ib es un parámetro que depende de la corriente de colector. Por eso los fabricantes diseñan muchos tipos de transistores para adaptar los requerimientos de corriente a la ganancia Beta en los diversos sistemas electrónicos. Seleccione una: Verdadero. Falso.

El transistor bipolar suele polarizarse con una red de 5Resistencias(R1, R2, RC, RF y RE), denominada Red Generak pudiendo simplificarse eliminando algunas de ellas. Seleccione una o más de una: El modelo de inestabilidad del transistor nos permite evaluar la influencia de cada una de las resistencias de la red general en los factores de inestabilidad. La red general constituye una red que realiza una realimentación negativa en corriente a través de la resistencia de emisor RE. La red general constituye una red que realiza una realimentación negativa en tensión a través de la resistencia RF que se conecta entre el terminal del colector y el terminal de Base.

Los factores de inestabilidad de un transistor bipolar tienen en cuenta los cambios en la corriente de colector debidos a las variaciones en la corriente de fugas de la unión base-colector, las variaciones de la tensión base-emisor y las variaciones de la ganancia en corriente. Seleccione una o más de una: La corriente de emisor deber ser los mas pequeña posible para minimizar el coeficiente de inestabilidad frente a la ganancia. La corriente de emisor deber ser los mas grande posible para minimizar el coeficiente de inestabilidad de la ganancia. La resistencia de emisor deber ser los mas grande posible para minimizar el coeficiente de inestabilidad de la tensión base-emisor. Para minimizar el coeficiente de inestabilidad frente a variaciones de la tensión base-emisor hay que hacer RE lo mas pequeño posible. La resistencia de emisor RE y el partido RB influyen en el coeficiente de inestabilidad frente a la corrientes de fugas. El partidor R1-R2 no influye en los coeficientes de inestabilidad. La red de polarización no influye en estos factores. La red de polarización influye en estos factores.

El transistor FET posee tres regiones de funcionamiento: Corte, Lineal y Saturación. Emparejar las afirmaciones: Si la tensión puerta-fuente menos las tensión umbral es menor o igual a cero. Si la tensión puerta-fuente menos las tensión umbral es mayor a cero y además, es menor que la tensión drenador-fuente. Si la tensión puerta-fuente menos las tensión umbral es mayor a cero y además, es mayor que la tensión drenador-fuente.

La complejidad de los modelos del transistor MOS implica la necesidad del uso del simulador para garantizar las zonas de corte, lineal o saturación. Verdadero. Falso.

El amplificador operacional ideal se estudia en configuraciones realimentadas con las siguientes propiedades. Seleccione una o más de una: Ganancia en lazo abierto infinita. Impedancia de entrada nula. Producto Ganancia-Ancho de banda infinito. Tensión de offset nula. Tensión de offset infinito. Ganancia en lazo abierto cero. Impedancia de entrada infinita. Impedancia de salida nula. Producto Ganancia-Ancho de banda nulo.

En un amplificador operacional real hemos de tener en cuenta elementos que no posee el ideal que nos ayudan a su uso y caracterización. La respuesta en frencuencia de un AO real viene determinada por. La diferencia entre las corrientes de entrada en los terminales + o - de una AO es. La relación entre las ganancias en modo diferencial y en modo común es. La tensión de salida que aparece en el AO cuando las dos tensiones de entrada son nulas es. La excursión máxima en las entradas de un AO real es. El límite máximo de la pendiente con la que puede cambiar la tensión de salida es el.

El concepto de tierra virtual es una consecuencia de la gran impedancia que existe entre los terminales + y - de un AO. Por ello, si existe una tensión determinada en el terminal +, por este principio, aparece reflejada en el terminal -. Verdadero. Falso.

En un AO se define el producto ganancia-ancho de banda como un valor constante que caracteriza al amplificador y que coincide con el ancho de banda que posee el amplificador con ganancia unitaria. Si tengo un amplificador con un producto ganancia-ancho de banda igual a 1MHz ¿Qué ancho de banda W tendrá para una ganancia de Vs/Ve=4 ?. W = 1MHz. W = 125KHz. W = 8MHz. W = 250KHz.

La tensión de Offset de una AO real aparece en la entrada como consecuencia de una ligera asimetría en el par de transistores de entrada en configuración diferencial. Esta tensión de offset suele ser pequeña del orden de los milivoltios pero puede ser grave a la salida si el AO se diseña para tener una gran ganancia. Para corregirla, el fabricante permite incluir una resistencia variable que accede al circuito del par diferencial a través de dos pines del circuito integrado. Así, esta resistencia se justa para hacer que con las entradas igual a cero, la salida sea también cero. Verdadero. Falso.

Los dispositivos de un circuito electrónico se polarizan para establecer el conjunto de corrientes constantes que los atraviesan y el conjunto de tensiones constantes que caen entre sus terminales. Cuando ocurre esto, diremos que el circuito está polarizado en su punto de trabajo Q(I1,I2,..In; V1,V2...Vn). La excitación de un circuito con una señal se realiza: Provocando pequeños cambios incrementales en torno al punto de trabajo Q si queremos que el circuito se comporte como uno lineal y podamos aplicarle modelos de pequeña señal. De forma independiente al estado de polarización ya que el comportamiento de un dispositivo no depende del tamaño o nivel de tensión o corriente de la señal de entrada. Provocando siempre pequeños cambios incrementales en torno al punto de trabajo Q ya que, de otra forma, no podríamos aplicarle modelos de pequeña señal. Provocando grandes cambios en torno al punto de trabajo Q, si queremos que el circuito se comporte como un circuito no lineal. En este caso no podemos describirlo con modelos de pequeña señal.

Un limitador serie simétrico es un circuito no lineal contruido con diodos que elimina en su salida amplitudes negativas y positivas que superan un umbral. Verdadero. Falso.

Cuando los amplificadores se conectan en cascada es necesario realizar una adaptación de impedancias en función del parámetro que queremos transmitir: tensión, corriente o potencia. Emparejar las definiciones siguientes: Si queremos transmitir tensión entre sucesivas etapas debemos buscar. Si queremos transmitir potencia entre sucesivas etapas debemos buscar. Si queremos transmitir corriente entre sucesivas etapas debemos buscar.

La configuración de un transistor es independiente de su polarización. Dependiendo del terminal compartido entre la entrada y la salida, para los dispositivos de tres terminales son posibles tres configuraciones (EC,BC,CC para los bipolares o FC,CG,DC para los FETS o MOS). Verdadero. Falso.

Los condensadores de acoplo y de paso limitan la respuesta en alta frecuencia del amplificador. Verdadero. Falso.

Los transistores unipolares JFETs y MOSFETs en sus correspondientes configuraciones presentan una analogía total solo presentando cambios en la respuesta en altas frecuencias ya que los modelos de pequeña señal de ambos presentan diferencias en los modelos de cargas almacenadas. Verdadero. Falso.

El amplificador operacional real se caracteriza por dos parámetros de ganancia. La ganancia en modo diferencial Ad y la ganancia en modo común Ac. Así, la tensión de salida de un AO se puede expresar en función de estos dos parámetros: Vo(t)=Ad*Vd(t)+Ac*Vc(t), siendo Vd(t) y Vc(t) , las tensiones en modo diferencial y común en la entrada respectivamente. El factor de rechazo al modo común se define como el cociente de ambos parámetros de ganancia CMRR=Ad/Ac y como consecuencia de esta definición, la tensión de salida de un AO se puede expresar como Vo(t)=Ad(Vd(t)+Vc(t)CMRR). Seleccione una o más de una: La ganancia en modo común de un AO real suele ser un numero muy grande mayor que uno. La ganancia en modo diferencial de un AO real suele ser un numero menor que uno. La ganancia en modo común de un AO real suele ser un numero muy pequeño menor que uno. Cuanto mayor sea el factor CMRR, la salida Vo(t) es mas inmune a la tensión del modo común a la entrada Vc(t). Si una señal de ruido entra por igual en las entradas del AO, cuanto mayor sea el factor CMRR mas se eliminara esa señal de ruido a la salida. Cuanto menor sea el factor CMRR, la salida Vo(t) es mas inmune a la tensión del modo común a la entrada Vc(t). La ganancia en modo diferencial de un AO real suele ser un numero mayor que uno.

En el AO real se definen dos corrientes de entrada que permiten caracterizarlo: la corriente de polarización de entrada I(IB) y la corriente de offsetI(IO). Estas dos corrientes se definen en función de las corrientes en las bases o puertas de los transistores de entrada I(B-) y I(B+). La corriente de offset I(IO) se define como la media geométrica de las corrientes de base o puerta I(B-) y I(B+). La corriente de polarización I(IB) se define como la diferencia entre las corrientes de base o puerta I(B-) y I(B+). La corriente de offset I(IO) se define como la diferencia entre las corrientes de base o puerta I(B-) y I(B+). La corriente de polarización de entrada I(IB) se define como la media geométrica de las corrientes de base o puerta I(B-) y I(B+).

Si aplicamos dos señales en un AO en configuración diferencial, lo que es común en ellas es amplificado y lo que no lo es eliminado. Verdadero. Falso.

El AO real permite la implementación de múltiples funciones de la electrónica lineal y no lineal. Asociar alguna característica con la función concreta. La corriente que circula por al resistencia de realimentación R2 de un AO es proporcional a la tensión de entrada de manera que el AO puede considerarse como. Si conectamos un generador de corriente en el terminal - de un AO realimentado con una resistencia tenemos. Si sustituimos la resistencia de entrada de un AO real por un condensador tenemos. Introduciendo un diodo en el lazo de realimentación de un AO obtenemos. El uso de diodos que trabajan entre zona de corte y zona activa en una AO nos permite obtener. Si utilizamos un AO limitador de alta ganancia con una referencia de tensión en su terminal + o - tenemos.

El AO real, es por definición, un amplificador de tensión, por lo que en ninguna circunstancia puede usarse como amplificador de corriente. Verdadero. Falso.

La caracterización dinámica de una familia lógica se realiza excitando a una puerta de su familia con un tren de pulsos periódicos de alta frecuencia (por encima de los Megahercios). Se usa en montaje definido como cadena de propagación, en el cual se utilizan tres elementos iguales de la familia interconectados: una puerta de entrada a la que se conecta el tren de pulsos, la puerta de prueba propiamente dicha objeto de estudio y una puerta de carga. Verdadero. Falso.

El condensador deja pasar la corriente alternada tanto mas, cuanto mas cambie con el tiempo la tensión aplicada entre sus extremos. Verdadero. Falso.

Los condensadores o elementos almacenadores de carga intervienen frecuentemente en lso circuitos electrónicos. La constante de tiempo de un condensador tiene que ver con su respuesta de carga cuando este se conecta a una resistencia y a una fuente de tensión (o al equivalente thevening de un circuito mas complejo asociado). La constante de Tiempo de un circuito RC mide el tiempo que este tarda en cargar un 90% de su capacidad de carga máxima. Verdadero. Falso.

En un AO el factor de rechazo al modo común es la relación entre la ganancia en modo común y la ganancia en modo diferencial. Verdadero. Falso.

Aunque los transistores JFETs y MOFETs tienen una relación no lineal entre la corriente de drenador y la tensión puerta-fuente, se comporta como realmente como amplificadores a transconductancia. Es decir, la corriente de salida es proporcional a la tensión de entrada. Verdadero. Falso.

El amplificador operacional es basicamente un amplificador de tensión (alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida). Sin embargo, se puede configurar como un amplificador a transresistencia o amplificador corriente-tensión en el que una corriente de entrada es transformada en una tensión de salida. Verdadero. Falso.