Corso di ELETTRONICA 1 (Elettronici N.O.) 17/06/2003

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1 Corso di ELETTRONICA 1 (Elettronici N.O.) 17/06/2003 Si analizzi l amplificatore mostrato in figura, determinando: 1. il valore del guadagno di tensione a frequenze intermedie; 2. le frequenze di taglio della banda passante a 3 db; 3. la resistenza di ingresso e di uscita; 4. l espressione completa della funzione di trasferimento A V (s); 5. la ampiezza massima di una sinusoide in ingresso per cui l amplificatore ha comportamento lineare. Infine si modifichi il circuito per ottenere un amplificatore per frequenze alternate (AC) con frequenza di taglio inferiore di 100 Hz. Gli amplificatori operazionali sono tutti mod. 741, con alimentazione di ±15 V, le cui principali caratteristiche sono: A 0 = 106 db R ID = 2 MΩ R o = 75 Ω GBW = 1 MHz CMRR = 80 db V os 5 mv I B 500 na I OS 200 na SR = 0.5 v/µsec V o (max) = ±12 V con R L 2 kω mentre i resistori valgono: R 1 = 5 kω R 2 = 2 kω R 3 = 98 kω R 4 = 10 kω R 5 = 50 kω R 6 = 10 kω R 7 = 20 kω

2 Corso di ELETTRONICA I (Elettronici) 15/07/03 Si esamini il circuito mostrato in figura e, nell ipotesi che gli amplificatori operazionali siano ideali, si determini: 1. l espressione di I L in funzione di V 1 e V 2 ; 2. se può essere utilizzato da convertitore differenziale tensione-corrente, cioè se esiste una condizione tale che risulti I L =f(v 2 V 1 ); 3. la resistenza di uscita del circuito; 4. la tipologia di reazione identificando gli elementi che costituiscono l amplificatore principale e la rete di reazione.

3 Corso di ELETTRONICA I (Elettronici) 09/09/03 Dimensionare il circuito mostrato in figura in modo che il modulo del guadagno di tensione alla frequenza di 100 khz sia pari a A v (ω) = 5 V/V e che a riposo la tensione di uscita sia pari a metà della tensione di alimentazione. Il transistore è caratterizzato da β = 100 a I C = 500µA, I S = A e la tensione equivalente alla temperatura può assumersi uguale a V T = 26 mv. La tensione di alimentazione (V CC ) è pari a 15 V. Si può assumere una tolleranza del 10% sul valore dei condensatori e del 5% su quello dei resistori.

4 Corso di ELETTRONICA I (Elettronici) 23/09/03 Analizzare il circuito mostrato in figura e quindi, nell'ipotesi che l'amplificatore operazionale sia ideale, determinare: 1. il tipo e l'espressione della funzione di trasferimento T(s)= V o /V i ; 2. l'espressione del valore massimo del guadagno (cioè del massimo di T(jω 0 ) ) e della corrispondente frequenza (ω 0 ); 3. le espressioni delle frequenze di taglio per la banda a 3 db. Calcolare infine le espressioni ottenute e tracciare il diagramma di Bode del modulo della funzione di trasferimento per il caso: R1 = 1.0 MΩ R2 = 10.0 kω C 1 = 33 pf C2 = 150 nf V i + - R 1 V o R 2 C 1 C 2

5 Corso di ELETTRONICA I (Elettronici) 20/01/04 Tema 1 Dimensionare il circuito mostrato in figura in modo che funzioni da amplificatore di tensione nella banda 100Hz 10kHz con impedenza di ingresso R IN = 50Ω, e sia in grado di fornire un segnale di ampiezza V O = 3V su un carico R L = 50Ω quando è alimentato da un generatore di segnale con ampiezza V S = 5mV ed impedenza interna R S = 50Ω. Il transistore è un N MOS E caratterizzato da µ n C ox = 20 µa/v 2, W/L = 400, tensione di soglia V th = 1 V, e λ = Gli amplificatori operazionali sono mod. 741, le cui principali caratteristiche, con alimentazione di ±15 V, sono: A 0 = 106 db R ID = 2 MΩ R o = 75 Ω GBW = 1 MHz CMRR = 80 db V os 5 mv I B 500 na I OS 200 na SR = 0.5 V/µsec V o (max) = ±12 V con R L 2 kω Si dispone di una doppia alimentazione V CC = ±15 V, di resistori con tolleranza 5% e condensatori con tolleranza 10%. Si richiede: o di identificare gli stadi elementari che costituiscono il circuito; o di dimensionare lo stadio finale per ottenere la corretta polarizzazione del transistore; o di dimensionare gli stadi con amplificatori operazionali per ottenere le prestazioni richieste, motivando le scelte adottate; o di dimensionare i condensatori in modo da garantire la frequenza di taglio inferiore richiesta.

6 Corso di ELETTRONICA I (Elettronici) 10/02/04 Tema 1 Dimensionare il circuito mostrato in figura in modo che funzioni da convertitore corrente-tensione nella banda DC 100 khz e sia in grado di fornire un guadagno vo R M = = 500 kω su un carico R L = 56 kω quando è alimentato da un generatore di i S segnale con impedenza interna R S = 500 kω.. Gli amplificatori operazionali sono mod. 741, le cui principali caratteristiche, con alimentazione di ±15 V, sono: A 0 = 106 db R ID = 2 MΩ R o = 75 Ω GBW = 1 MHz CMRR = 80 db V os 5 mv I B 500 na I OS 200 na SR = 0.5 V/µsec V o (max) = ±12 V con R L 2 kω Si dispone di una doppia alimentazione V CC = ±15 V e di resistori con tolleranza 5%. Si richiede: o di scrivere le equazioni di progetto del primo stadio utilizzando le tecniche degli amplificatori controreazionati, cioè attraverso la identificazione della topologia di reazione, della rete di reazione e dell amplificatore principale; o di dimensionare i resistori per soddisfare le specifiche sia di guadagno che di larghezza di banda, motivando le scelte adottate; o di determinare la massima ampiezza del segnale di ingresso che permette il corretto funzionamento del convertitore.

7 Corso di ELETTRONICA I (Elettronici) 24/02/04 Tema 1 Utilizzando due stadi CE in cascata, progettare un amplificatore di tensione per correnti alternate (AC) capace di fornire una amplificazione a frequenze intermedie di A vs = 800 V/V quando è alimentato da un generatore di segnale con ampiezza massima V S = 5 mv e resistenza interna R S = 10 kω. Si dispone di un unico alimentatore con V CC = 10 V, di transistori BJT di tipo npn caratterizzati da un β = 200 A/A a I C = 2 ma e V A = 100V e di resistori con tolleranza 5%. Si può assumere V T = 25 mv. Si richiede: o di disegnare lo schema elettrico completo del circuito (con i condensatori indicati ma non dimensionati) e di determinare l espressione del guadagno a frequenza intermedie A vs = V O /V S ; o di determinare le specifiche di progetto dei singoli stadi; o di dimensionare i singoli stadi amplificatori..