Esonero del Corso di Elettronica I 23 aprile 2001

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1 Esonero del Corso di Elettronica I 23 aprile ) Nell amplificatore MO di figura k= A/V 2, V T = 2 V, = 10K Ω, =10V, =3V. eterminare il guadagno di tensione per un segnale applicato tra gate e source e rilevato tra drain e source (A V =v /v ), e la potenza fornita dall alimentatore. V V k (V -V ) T 2 2) i determini il minimo segnale rivelabile da un amplificatore con Figura di rumore F=2.5, alimentato da un generatore di segnale con resistenza interna R s =500 Ω, banda BW=1MHz e T= 290 K. I in, V in I out, V out R s v s 3) Nell amplificatore di figura il segnale d ingresso è un onda triangolare con ampiezza picco-picco V PP =1V, =1KΩ, R 2 =5KΩ. e l A.O. si considera non ideale, con Ad=10 5, si valuti qual è la tensione d ingresso differenziale dall A.O. V R 2 V PP t Vs T - T -

2 4) Nelle stesse condizioni della domanda precedente (segnale d ingresso è un onda triangolare con ampiezza picco-picco V PP =1V, =1KW, R 2 =5KΩ.), ma assumendo Ad= e come non idealità uno slew rate R=1V/µs, si determini il valore minimo del periodo dell onda triangolare, senza che l A.O.. vada in R. 5) i disegni l andamento dei portatori minoritari in una giunzione p-n in cui N A =10 15 cm -3, N =10 17 cm -3, n i 2 =10 21 cm -3, V T =25mv, ed è applicata alla giunzione una tensione diretta di 0,6 V. 6) i illustri perché in un transistore MO esiste una soglia della tensione V >V T necessaria per la formazione del canale.

3 Prova intermedia del Corso di Elettronica I 22 aprile 2002 Nome...Cognome... N Matricola... Anno di Corso... URATA 1 ora e 30 1) Nell amplificatore MO di figura k= A/V 2, V T = 2 V, = 10K Ω, =10V,. All elettrodo di gate dell amplificatore è applicata una tensione di polarizzazione Vˆ V =3V e un segnale con ampiezza =10mV. Calcolare la distorsione di seconda armonica (H 2 ) e la potenza fornita dall alimentatore. V k (V -V ) T 2 2) Un sistema radio trasmette attraverso un antenna (si assuma isotropa nel semipiano superiore) a distanza di 10Km da un ricevitore, quest ultimo caratterizzato da un antenna di area efficace di 10 cm 2 e una figura di rumore F=6. Assunto un rapporto /N=1 richiesto, si determini la potenza P necessaria alla trasmissione se la banda del segnale è 1MHz. i assuma T 0 =290 C (KT 0 = W/Hz)..

4 3) Nell amplificatore di figura, un amplificatore differenziale, R 2 =10KΩ, =1KΩ. i disegni l andamento della tensione in uscita nel caso di amplificatore ideale e nel caso abbia uno R= V/sec. V 1 5µsec 50mV - R 2 V 2 5µsec 9µsec V 1 V2 R 2 100mV 1µsec 4) Nel circuito della domanda precedente, si determinino le resistenze d ingresso viste rispettivamente dai generatori V 1 e V 2. i consideri ideale l amplificatore operazionale.

5 5) i illustri la legge della giunzione p-n. 6) i illustri perché in un transistore MO esiste un regime, detto di saturazione, in cui la corrente tra elettrodo di rain e di ource è costante (approssimativamente) al variare della tensione V.

6 Prova intermedia del Corso di Elettronica I 16 aprile 2003 Nome...Cognome...N Matricola... URATA 1 ora e 30 1) Nell amplificatore MO di figura k= 10-2 A/V 2, V T = 1 V, = 5K Ω, =10V,. All elettrodo di gate dell amplificatore è applicata una tensione di polarizzazione V =1.32V. Il modello rappresentato (in saturazione) vale per 0.32<V <10V. i calcoli il punto di lavoro. i disegni la caratteristica I - V e si tracci la retta di carico indicando il punto di lavoro. V k (V 2 -V T ) 2) Nel circuito seguente: A V = 10 3, R = 50 Ω, R in = 100 Ω, R out = 10 Ω, = 100 Ω, C = 1nF. isegnare il diagramma di bode (modulo e fase) della funzione di trasferimento. v R v i R in A V v i R out C v out.

7 3) efinire il tipo di reazione rappresentato nel diagramma a blocchi seguente e ricavare le espressioni delle resistenze d ingresso e d uscita reazionate. v e R in A V v e R out R out f v out v R in f v f β v out 4) Indicare quale tra le due configurazioni seguenti non può funzionare e spiegare perché. R 2 R 2 R R v C v C R 3 a) b)

8 5) Nell Amplificatore Operazionale di seguito riportato A d = 10 5, R id = 10 KΩ, R CM = 10 MΩ. = 1 KΩ, R 2 = 30 KΩ. i calcoli la resistenza d ingresso. v R - R 2 R in 6) Ricavare l espressione della corrente di drain in un transistore MO in zona di triodo.

9 Prova intermedia del Corso di Elettronica I 23 aprile 2004 Nome...Cognome... N Matricola... Anno di Corso... URATA 1 ora e 30 1) i assuma g m = 10-2 A/V, R = 50 Ω, = 5000 Ω, C = 1pF, C = 50pF. - Utilizzando il teorema di Miller si ricavi la capacità equivalente in ingresso. - i calcoli poi la frequenza di taglio alta, considerando soltanto le capacità in ingresso. C I s R s C g mv V o 2) Nello stadio a MO, modellizzato in figura, le non-linearità del componente producono sulla corrente di drain diversi termini anche a frequenze non presenti in ingresso (intermodulazione). Assumendo che i segnali in ingresso siano sinusoidali, a frequenze ω = 1KHz e ω P = 100KHz: indicare quali termini possono essere utili per creare una modulazione d ampiezza. indicare in che modo tali termini possono essere isolati per ottenere un segnale modulato d ampiezza. (Aggiungere i componenti necessari sul disegno). _ V v v P k (V 2 -V T ).

10 3) Nell amplificatore di figura l Amplificatore Operazionale è considerato ideale, con opportuna polarizzazione. Assumendo =1KΩ, R 2 =1KΩ, R 3 =200Ω, R 4 =1KΩ si calcoli l ampiezza della tensione d uscita per un segnale V 1 con ampiezza picco-picco di 100mV. R 2 R 4 R 3 V 1-4) Che tipo di reazione è presente nel circuito di seguito riportato?. (i utilizzi il confronto con il diagramma a blocchi; per il segnale si consideri il condensatore come un cortocircuito) R C v out 1 R R 2 R E V o v

11 5) Nell amplificatore MO riportato in figura. V T = 2 V, V =3V. La tensione d uscita è presa tra drain e massa. Assumendo di variare la resistenza R tra 0 e, determinare: - quale è il minimo valore raggiungibile dalla tensione di uscita per cui il transistore può essere considerato in saturazione? - per quale fenomeno fisico il transistore esce dalla zona di saturazione? R V V V 0 k (V 2 -V T ) 6) i disegni la distribuzione dei portatori minoritari in un transistore bipolare, di tipo n-p-n, polarizzato in zona attiva: giunzione B-E polarizzata direttamente con V BE =0.5V e giunzione B-C polarizzata inversamente con V BC =-5V. i assuma: nell emettitore N =10 19 cm -3, nella base N AB =10 17 cm -3, nel collettore N =10 16 cm -3, n i 2 =10 20 cm -3, V T =25mv,

12 Prova intermedia del Corso di Elettronica I 22 aprile 2005 Nome...Cognome... N Matricola... Anno di Corso... URATA 1 ora e 30 1) Nello stadio a MO di figura k= A/V 2, V T = 2 V, = 2K Ω, =10V, V =3V. isegnare la caratteristica d uscita del transistore e su di essa tracciare la retta di carico. Calcolare il valore della corrente di drain I e della tensione V. V k (V 2 -V T ) 2) Nello stadio a MO dell esercizio precedente, (k=210-3 A/V 2, V T = 2 V, = 2K Ω, =10V, V =3V ) assumendo che i segnali in ingresso siano sinusoidali, con ampiezze Vˆ = 10mV, ˆ 100mV, pulsazioni ω e ω P, calcolare l ampiezza in uscita (V OUT = V ) dei termini di prima armonica; dei termini di seconda armonica; dei termini di intermodulazione. V P = e _ V v v P V out k (V 2 -V T ).

13 3) Nell amplificatore di figura =1KΩ, R 2 =100KΩ. L Amplificatore Operazionale ha una tensione di offset di V O = 10µV e una corrente di polarizzazione di I B = 100nA. Assumendo V =0, determinare la tensione di errore in uscita. 4) Nel circuito di seguito riportato la resistenza da 1.2KΩ (1K2 nello schema) posizionata tra l uscita, indicata come V OUT, e l emettitore del transistore Q2, introduce nel circuito una reazione negativa (si trascurino le altre reazioni presenti). i che tipo di reazione si tratta?. (Lo studente non si faccia fuorviare della complessità del circuito: si utilizzi il confronto con il diagramma a blocchi; per il segnale si consideri il condensatore come un cortocircuito) V IN V o V OUT

14 5) Un sistema radio trasmette attraverso un antenna che si assume isotropa nello spazio. Il ricevitore è posizionato a distanza di 10m, l antenna in ricezione ha area efficace di 0.1 cm 2, e la figura di rumore F=6. Essendo richiesto un rapporto /N=0.1 si determini la potenza P necessaria alla trasmissione se la banda del segnale è 4.5MHz. i assuma T 0 =290 C (KT 0 = W/Hz). 6) In una giunzione p-n il drogaggio è: N A =10 19 cm -3, N =10 16 cm -3. Considerando n i 2 =10 20 cm -3, calcolare la differenza di potenziale (V BIN ) che si istaura sulla giunzione. V T =25mV.