Transcript 24 Giugno 2014 - Università degli Studi di Pavia

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA
Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell’Informazione
A.A. 2013-2014
ELETTRONICA I
(Proff. G. Martini – S. Merlo)
24 Giugno 2014
Cognome:
Nome:
Numero di matricola:
(dati da riportare anche sui fogli interni)
AA in cui è stato seguito il corso
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica e Informatica
Corso di Laurea in Bioingegneria
Vecchio Ordinamento (specificare il corso di Laurea) ________________
Non scrivere in questa tabella!
Esercizio 1
1.1)
Esercizio 2
2.1)
1.2)
2.2)
1.3)
2.3)
1.4)
2.4)
2.5)
2.6)
ATTENZIONE:
Scrivere con calligrafia leggibile, evidenziando i risultati principali. Risolvere gli esercizi in maniera
completa. Ragionevoli approssimazioni nei conti sono lecite purchè ben motivate. Non è sufficiente
riportare solo i risultati ma è necessario illustrare in maniera sintetica il procedimento seguito.
Specificare l'espressione simbolica ed il valore numerico di quanto richiesto.
Per la sufficienza, è necessario rispondere correttamente ad almeno 3 (TRE) quesiti.
Esercizio 1
Nel circuito di Figura 1, sia vi un generatore di tensione di segnale.
Considerare l’amplificatore operazionale ideale e il diodo ideale.
1.1) Per E = 0 V e vi = 0 V, determinare il valore in continua della corrente I e della
tensione VO, specificando la regione di funzionamento del diodo.
1.2) Per E = 2 V e vi = 0 V, determinare il valore in continua della corrente I e della
tensione VO, specificando la regione di funzionamento del diodo.
1.3) Per E = 0 V, riportare in un grafico la tensione vO(t) specificando le regioni di
funzionamento del diodo, quando all’ingresso è applicato il seguente segnale vI(t)
fornito dal generatore ideale vi(t):
Come cambia l’andamento di vO(t) se l’amplificatore operazionale ha tensioni di
saturazione pari a ±15 V?
1.4) Nel punto di lavoro identificato al punto 1.2, assumendo che vi sia un generatore
di tensione di piccolo segnale con resistenza di uscita ROut = 1 kΩ, determinare la
funzione di trasferimento F(jω)= vo/vi e tracciarne i diagrammi di Bode.
Elettronica I – 24 giugno 2014
Esercizio 2
Caratteristiche del MOS ad arricchimento del circuito di figura 2:
Vt = 2 V, KN = (1/2)µNCOX(W/L) = 1mA/V2
Effetto Early trascurabile in continua.
Per piccolo segnale |VA| = 50 V. Effetto di substrato trascurabile.
Sia vsig(t) un generatore di tensione di piccolo segnale a valore medio nullo.
2.1) Determinare il punto di lavoro del circuito specificando le correnti in ogni ramo e
le tensioni in ogni nodo.
Calcolare il valore della resistenza ro e del guadagno di transconduttanza gm.
2.2) Disegnare il circuito equivalente per piccolo segnale in media frequenza.
2.3) Per piccolo segnale ed in media frequenza, determinare il guadagno di tensione
A=vo/vsig , la resistenza Rout e la resistenza Rin indicate in figura 2.
2.4) Riportare in un grafico in funzione del tempo la tensione istantanea vO(t)= VO +
vo(t), per vsig(t) = 100mV sin(2πft) con f compresa nella banda dell’amplificatore.
2.5) Determinare la frequenza inferiore di taglio a – 3 dB del circuito.
2.6) Il circuito risentirebbe dell’eventuale effetto di substrato? Commentare.
Elettronica I – 24 giugno 2014