Cuestionario de Características de Componentes Electrónicos
1. Transistores BJT: Polarización y Funcionamiento
En el estudio de circuitos de polarización con transistores BJT, es crucial considerar diversas características para asegurar su operación óptima. A continuación, se presentan afirmaciones sobre este proceso. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La corriente de colector no depende de la temperatura.
- La corriente de base es independiente de la ganancia de corriente (β).
2. Transistores MOSFET: Curvas Características
Las curvas características de los transistores MOSFET son esenciales para comprender su comportamiento. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La tensión umbral (Vth) es independiente de la temperatura.
- El MOSFET no puede operar en la región de corte.
3. Amplificadores Operacionales: Propiedades Clave
Las características de un amplificador operacional (Op-Amp) son cruciales para su aplicación en circuitos electrónicos. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La impedancia de entrada es baja.
- La impedancia de salida es alta.
4. Parámetros Críticos del Amplificador Operacional
Los parámetros de un amplificador operacional son críticos para su correcto funcionamiento. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La corriente de polarización es despreciable en el modelo ideal.
- La ganancia en lazo cerrado depende de la realimentación.
5. Control de LED con MOSFET
Al utilizar un MOSFET para controlar un LED, es importante considerar ciertos aspectos. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La tensión umbral (Vth) no afecta el encendido del LED.
- La disipación de potencia es máxima en la región óhmica.
6. Control de LED con Transistor BJT
Al utilizar un transistor BJT para controlar un LED, es importante considerar ciertos aspectos. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La disipación de potencia es máxima en la región activa.
- La ganancia de corriente (β) no influye en la conmutación.
7. Control de Motor DC con MOSFET
Al utilizar un MOSFET para controlar un motor de corriente continua (DC), es importante considerar ciertos aspectos. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La disipación de potencia es máxima en la región óhmica.
- La tensión umbral (Vth) no afecta el funcionamiento del motor.
8. Control de Lámpara Incandescente con BJT
Al utilizar un transistor BJT para controlar una lámpara incandescente, es importante considerar ciertos aspectos. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- La disipación de potencia es máxima en la región activa.
- La ganancia de corriente (β) no influye en la conmutación.
9. Amplificadores Operacionales: Lazo Abierto vs. Lazo Cerrado
Las características de un amplificador operacional en lazo abierto y lazo cerrado son significativamente diferentes. Seleccione la combinación que contiene únicamente características verdaderas.
- En lazo cerrado, la impedancia de entrada es menor.
- En lazo abierto, la distorsión es menor.
Completar Enunciados sobre Electrónica
1. Funciones del BJT en Circuitos
En el análisis de circuitos con transistores BJT, el interruptor de potencia se utiliza para controlar cargas de alta potencia, mientras que el amplificador se emplea en configuraciones de baja potencia.
2. Ganancia en Amplificadores Operacionales
En un amplificador operacional, la ganancia de lazo abierto es una medida de la ganancia sin retroalimentación, mientras que la ganancia de lazo cerrado es una medida de la ganancia con retroalimentación.
3. Parámetros Clave del MOSFET
En un circuito con MOSFET, la tensión puerta-fuente (VGS) determina la corriente de drenaje, mientras que la tensión umbral (Vth) define el voltaje necesario para activar el dispositivo.
4. Corrientes en Transistores BJT
En un circuito con BJT, la corriente de base (IB) es la corriente que fluye a través de la base, mientras que la corriente de colector (IC) es la corriente que fluye a través del colector.
5. Estabilidad y Ancho de Banda del Op-Amp
En un amplificador operacional, la estabilidad térmica es la capacidad del dispositivo para mantener una salida constante ante variaciones de temperatura, mientras que el ancho de banda es la capacidad para operar en un rango de frecuencias.
6. Límites de Corriente y Voltaje en MOSFETs
En un MOSFET, la corriente de drenaje máxima (IDmax) es la corriente máxima que puede manejar el dispositivo, mientras que el voltaje de ruptura (VBR(DSS)) es el voltaje máximo que puede soportar entre drenador y surtidor.
7. Respuesta en Frecuencia de Amplificadores Operacionales
En un amplificador operacional, la respuesta en frecuencia es la capacidad del dispositivo para amplificar señales de muy baja frecuencia, mientras que el ancho de banda es la capacidad para amplificar señales de muy alta frecuencia.
8. Regiones de Operación del Transistor BJT
En un circuito con BJT, la región activa es la región donde el transistor actúa como un amplificador, mientras que la región de saturación es la región donde el transistor actúa como un interruptor cerrado.
9. Capacidad de Corriente y Voltaje en MOSFETs
En un MOSFET, la capacidad de corriente es la capacidad del dispositivo para manejar altas corrientes, mientras que la capacidad de voltaje es la capacidad para manejar altos voltajes.
10. Estabilidad y Sensibilidad del Amplificador Operacional
En un amplificador operacional, la estabilidad es la capacidad del dispositivo para mantener una salida estable en el tiempo, mientras que la sensibilidad es la capacidad para operar con señales de baja amplitud.
Problemas Prácticos de Circuitos Electrónicos
1. Cálculo de Resistencia de Base en BJT (Lámpara)
Un transistor BJT (NPN) controla una lámpara incandescente de 60W con un voltaje colector-emisor (VCE) de 9V. El voltaje en la base es de 5V y la ganancia de corriente (hFE) es 850. Calcule la resistencia de base (RB).
Respuesta: 2.4 kΩ
2. Cálculo de Resistencia de Base en BJT (Motor)
Se desea utilizar un transistor BJT (NPN) como interruptor para controlar un motor de 12V/2A. El transistor tiene una ganancia de corriente (hFE) de 1500 y un voltaje de saturación VBE(sat) = 0.7V. Calcule la resistencia en la base (RB) necesaria para garantizar que el transistor opere en saturación.
Respuesta: 11.3 Ω
3. Cálculo de Resistencia de Base en BJT (LED)
Se utiliza un transistor BJT (NPN) para controlar un LED con un voltaje de saturación VCE(sat) de 2.1V y un consumo de corriente de 10mA. La ganancia de corriente (hFE) es 1000 y el voltaje de alimentación es 5V. Calcule la resistencia en la base (RB).
Respuesta: 290 Ω
4. Ganancia de Voltaje en Op-Amp Inversor
Un amplificador operacional en configuración de lazo cerrado (inversor) tiene una resistencia de realimentación (Rf) de 10 kΩ y una resistencia de entrada (Rin) de 2 kΩ. Calcule la ganancia de voltaje (Av).
Respuesta: -5
5. Cálculo de Ganancia en Op-Amp Inversor (II)
Un amplificador operacional en configuración de lazo cerrado (inversor) tiene una resistencia de realimentación (Rf) de 100 kΩ y una resistencia de entrada (Rin) de 3.3 kΩ. Con un voltaje de entrada Vin de 4 mV, calcule la ganancia de voltaje (Av).
Respuesta: -30.3
6. Potencia Disipada en Colector de BJT (Lámpara)
Un transistor BJT (NPN) controla una lámpara incandescente de 160W con un voltaje colector-emisor (VCE) de 12V. Calcule la potencia disipada en el colector (PC).
Respuesta: 9 W
7. Resistencia de Base para BJT en Saturación (Motor)
Se desea utilizar un transistor BJT (NPN) como interruptor para controlar un motor de 12V/2A. El transistor tiene una ganancia de corriente (hFE) de 1500 y un voltaje de saturación VBE(sat) = 0.7V. Calcule la resistencia en la base (RB) necesaria para garantizar que el transistor opere en saturación.
Respuesta: 8.5 kΩ
8. Determinación de Región de Operación de MOSFET (I)
Un MOSFET opera con una corriente de drenaje (ID) de 10A para VDS = 5V y VGS = 8V. Si el MOSFET opera con un voltaje VDS de 3.3V, una corriente de drenaje de 6A y la carga se alimenta de 12V, determine si el MOSFET está en la región óhmica (triodo). Realice la demostración gráfica.
Respuesta: Sí, porque la relación ID/VDS en la gráfica está en la región izquierda del límite de saturación.
9. Determinación de Región de Operación de MOSFET (II)
Un MOSFET opera con una corriente de drenaje (ID) de 5A para VDS = 3V y VGS = 6V. Si el MOSFET opera con un voltaje VDS de 4V, una corriente de drenaje de 1A y la carga se alimenta de 24V, determine si el MOSFET está en la zona activa (saturación). Realice la demostración gráfica.
Respuesta: Sí, porque la relación ID/VDS en la gráfica está en la región derecha del límite de saturación.
10. Control de Motor DC con MOSFET: Condición de Giro
Se controlará el arranque/paro de un motor de corriente continua (DC) utilizando un transistor MOSFET para conmutar la potencia del motor. Considerando los siguientes parámetros: VGS = 7V, VDS = 5V, ID = 2A. ¿El motor gira?
Respuesta: No, porque la condición de operación del MOSFET (VGS > Vth y VDS < VGS – Vth para región óhmica, o VDS > VGS – Vth para saturación) no se puede determinar con certeza sin el valor de Vth. La respuesta original es ambigua.