¡Descarga Dispositivos electronicos ejercicios a resolver y más Ejercicios en PDF de Dispositivos Semiconductores solo en Docsity!
0.1. Análisis de Circuitos en DC Usando el Modelo Ideal y
de Caída de Voltaje Constante
Ejercicio 0.1.
0.1.1- Para cada uno de los circuitos mostrados a continuación, determine la corriente I, y el voltaje nodal indicado, V. Use el modelo de caída de potencial constante. Considere que los diodos son de silicio.
+3V
10 KΩ
+3V
10 KΩ
-3V
10 KΩ
-3V
10 KΩ
V
−
V
−
V
−
V
−
I ↓
-3V -3V
I ↓
+3V
I ↓ I ↓
+3V
a) b) c) d)
Ejercicio 0.1.
a) Solución: Usando LVK para el lazo que incluye V tenemos:
V − 0 , 7 − (− 3 V ) = 0
Despejando V : V = − 2 , 3 V
Para la corriente tenemos que:
I =
3 V − (− 3 V ) − 0 , 7 V
10 KΩ
= 530μA
b) Solución: Dado que el diodo esta en inversa, este funciona como un circuito abierto y no deja pasar la corriente, por lo tanto: I = 0A V = 3V − 10 KΩI = 3V − 0 V = 3V
c) Solución: Aplicando LVK en el lazo tenemos:
3 V − (− 3 V ) = 0, 7 V + 10KΩ ∗ I
De donde podemos despejar I,
I =
3 V + 3V − 0 , 7 V
10 KΩ
= 530μA
El voltaje lo podemos calcular a partir de lazo que involucra el voltaje V.
V = 3V − 0 , 7 V = 2, 3 V
d) Solución: Dado que el diodo esta en inversa, este funciona como un circuito abierto y no deja pasar la corriente, por lo tanto: I = 0A V = − 3 V + 10KΩ ∗ I = − 3 V
Ejercicio 0.1.
0.1.3- Los siguientes circuitos son compuertas lógicas. Usando el modelo ideal, determine el valor del voltaje de salida “Y” para cada una de las combinaciones binarias de las estradas A y B (llene la tabla de cada circuito). Además, identifique la función booleana que realiza cada circuito.
D 1
D 2
R
A
B Y
D 1
D 2
R
A
B Y
5V
Circuito 1 Circuito 2
A B Y 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
A B Y 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Ejercicio 0.1.
Solución
Circuito 1: Compuerta OR
A B Y 0V 0V 0V 0V 5V 5V 5V 0V 5V 5V 5V 5V Circuito 2: Compuerta AND
A B Y 0V 0V 0V 0V 5V 0V 5V 0V 0V 5V 5V 5V
Ejercicio 0.1.
0.1.4- Para cada uno de los circuitos mostrados a continuación, determine la corriente I, y el voltaje nodal indicado, V. Use el modelo de caída de potencial constante. Considere que los diodos son de silicio.
D 1 D 2
+5V
-5V
−
V 10 KΩ 5 KΩ
5 KΩ 10 KΩ
I ↓
a) b)
D 1 D 2
+5V
-5V
−
V 10 KΩ 5 KΩ
5 KΩ 10 KΩ
I ↓
a) b)
Ejercicio 0.1.
a) Solución Para saber la corriente que fluye por el diodo D 1 debemos conocer las corrientes que fluyen en las resistencias para depués restarlas y conocer las corriente. Para la corriente de la resistencia de 5 kΩ tenemos:
5 V − 5 kΩ ∗ I 1 − 0 , 7 V = 0
I 1 =
5 V − 0 , 7 V
5 kΩ
= 0, 86 mA
Para la corriente de la resistencia de 10 kΩ tenemos:
5 V + 0, 7 V − 0 , 7 V − 10 kΩ ∗ I 2 = 0
I 2 = 0, 5 mA
Entonces la corriente I del diodo D 1 es:
I = I 1 − I 2 = 0, 86 mA − 0 , 5 mA = 0, 36 mA
Dado que la corriente del lazo en donde se encuentra D 1 es mayor, la corriente se puede dividir en ambos lazos con los valores de ID 1 = 0, 36 mA y ID 2 = 0, 5 mA como ya se habian calculado anteriormente por lo tanto para calcular el voltaje V podemos usar la ley de Ohm y LVK teniendo que: Voltaje en la resistencia de 10 kΩ:
V 10 kΩ = 10kΩ ∗ 0 , 5 mA = 5V
Ejercicio 0.1.
0.1.5- Para cada uno de los circuitos mostrados a continuación, determine la corriente I, y el voltaje V. Use el modelo de caída de potencial constante (diodos de silicio). Sugerencia: Utilice el teorema de Thevenin para simplificar el circuito y proceda a calcular las variables indicadas.
+9V
10 kΩ
+9V
10 kΩ
+5V
10 KΩ
10 kΩ
D 1 D^2 20 KΩ 20 KΩ V 10 KΩ
−
I I
Ejercicio 0.1.
1.) Solución del primer circuito: Si suponemos que el diodo está encendido, entonces el circuito equivalente es el siguiente:
+9V
10 KΩ
+9V
10 KΩ
+5V
10 KΩ
10 KΩ
- 7 V D^2 20 KΩ 20 KΩ V 10 KΩ
−
I I 9 V I^1
I 2
El cual se puede resolver de la manera usual usando teoría de circuitos. Para la primera malla:
− 9 V + I 1 ∗ 10 KΩ + I 1 ∗ 20 KΩ − I 2 ∗ 20 KΩ = 0 Ec, 1
Para la segunda malla:
0 , 7 V + I ∗ 20 KΩ + 20KΩ(I 2 − I 1 ) = 0 Ec, 2 Resolviendo el sistema de ecuaciones obtenemos lo siguiente:
I 1 = 432μA
I 2 = I = 198μA Corriente del diodo
Para obtener el voltaje V usaremos la ley de Ohm:
V = 20KΩ ∗ 198 μA = 3, 96 V
- Solución del segundo circuito: Para resolver el segundo circuito nos apoyaremos en la siguiente figura:
9 V
10 KΩ
10 KΩ 10 KΩ
10 KΩ
5 V
I 1 I 2 I 3
Vx Vy I
V
Lo primero que hay que hacer es determinar si el diodo está abierto o cerrado, para ello eliminamos el diodo del circuito y calculamos los voltajes Vx y Vy. Debido a que los resistores son iguales, el voltaje Vx = 4, 5 V y Vy = 2, 5 V , por tanto el diodo está abierto y la corriente a través de él es I = 0. El voltaje V seria la diferencia de los divisores de voltaje
Vx = 9V
10 kΩ 20 kΩ
Vy = 5V
10 kΩ 20 kΩ
V = 4, 5 V − 2 , 5 V = 2V
