7/25/2019 3. amplifT

1/12

amplifT

1. Pentru amplificatorul din figura se cunosc:VAl=12V, mA6,1,K7,4,K500 === IRR DG

V5,0,2,V/mA1,0 2 === PVLWk .

a) 0,75p. Care este PSF ?( )DSD VI ,

b)

0,75p. Ce valori au parametrii amplificatorului oiv RR Care este modelul echivalent al amplificatorului?

A ,, ?

c) 0,75p. Care sunt cronogramele semnalelor),(), pentru ]mV[(),(),( titvtvtv DOoG sin500)( ttvi = ?

VAl

d) 0,75p. In ce conexiune este amplificatorul ? Care parametri aiamplificatorului se modifica si cum daca la iesire se conecteazao rezistenta de sarcina ?K7,4 =LR -VAl

1.Pentru amplificatorul din figura se cunosc: V12=AlV ,

==== K2,2,K12,K24,200 21 EBB RRR = K2CR .e) 0,75p. Care este PSF ?( )CEC VI ,f) 0,75p.Ce valori au parametrii de semnal mic ai tranzistorului ? Care

este schema echivalenta pentru variatii a amplificatorului ?. Seconsider mA5,1= .C

gI

) 0,75p. In ce conexiune este amplificatorul ? Ce valori au

RR

VAliC

vO

oiv

h) 0,75p.Care sunt cronogramele semnalelor ),(), pentru

]mV[

A ,, ?

(),( titvtv COosin20)( ttvi = ?

Pentru tranzistorul T, VBE , on=0,6V

VCC=12Va) 0,75p Cum arat schema echivalent a circuitului n curentcontinuu? Determinai punctul static de funcionare al T ipoziionai acest PSF pe familia de caracteristici

parametruBiCEC )(vi a T din figur.

RB110K

RC

b)0,5pn ce regiune de funcionare lucreazT n curent continuun acest etaj? Justificai rspunsul, grafic sau numeric (prin relaiimatematice). Delimitai cele 3 regiuni posibile de funcionare ale

unui tranzistor bipolar pe familia de caracteristici

parametruBiCEC )(vi din figur.

c) 0,5p Cum arat modelul de semnal mic, medie frecven al T? Ce valori au parametrii de model: ; rbe; gm? Se vconsidera ro.

RB25K

T

2K

R3

CB=47F

CC47F

vi RE1,7K

C47F

vO

7/25/2019 3. amplifT

2/12

d)0,75pCum aratschema echivalentde semnal mic, medie frecvena circuitului? n ce conexiune este T n acest etaj

Determinai expresia i valoarea amplificrii n tensiune a etajului,i

ov v

vA = . Cum arat vO(t) pentru vi(t)= 15 sin

[mV]?

P1. 2.5p

For T: VTh=3V; =0.1 mA/V

2

; VA=100V.a) 0.75pDraw the D.C. equivalent circuit for this schematic. Compute the quiescent point of T, Q(V DS, ID), and show thaT is biased in (aF).b)0.75p Compute the D.C. voltage dropson all the components in the circuit above(including the capacitors).c) 0.5p Compute the following smallsignal model parameters of T: gm; ro. Doesthe transistor model and/or the modelparameters modify if we use a transistorwith the same and VA, but with VTh=4V?Explain your answer.

d)0.5p Draw the small signal equivalentcircuit of this stage in midfrequency. Whatis the configuration of this stage and what

is the value of the voltage gain Av=i

o

v

v?

(You can assume rosufficiently large to beignored in the computation).

P1. 2p

Tranzistorul T are parametrii: =0,2 mA/V2;VP=3V; VA=100Ve) 0,25p Cum arat schema echivalent a

circuitului n curent continuu?f) 0,75p Determinai punctul static defuncionare al T i artai c T lucreaz nregiunea activdirect(aF).g) 0,5p Care sunt valorile tuturor curenilorcontinui din circuit (prin componentele dinschem i curentul absorbit de la sursa dealimentare)? Determinai valorile cderilor detensiune continu pe componentele din circuit:RG1, RG2, RD, RS, i valorile tensiunilor VGS, VDS,VGD.h)0,5p Cum arat modelul de semnal mic al T corespunztor operrii sale n (aF) n punctul static de funcionar

determinat la punctul (b) i ce valori au parametrii de model: gm, ro? Pentru ce aplicaie va fi folosit circuitul? n cconexiune este T (n regim de semnal mic, medie frecven) n acest etaj?

7/25/2019 3. amplifT

3/12

P1. 2pFor T: VTh=2V; =0.4 mA/V

2;VA=120.0.25p On the D.C. equivalentcircuit, show that T is biased in(aF).e)0.5p Draw the small signal

equivalent circuit for thisMOST amplifier stage in themidfrequency domain. What isthe configuration of the stage?f) 0.75p What are theexpressions and values of: thevoltage gain of the stage,

Av=i

o

v

v; the input resistance

Ri; the output resistance Ro?g) 0.5p If vi(t)=15 sin t

[mV], plot vo(t) and vO(t),assuming T is in (aF)for this input signal amplitude.

1. 3,5 p

For T, VTh=3V; =0.2 mA/V2; VA=100V.VDD=20Va) 0,5pDraw the D.C. equivalent schematic of this

circuit.b) 1pCompute the quiescent point of T and proove

that T works in aF.c) 0,75p Draw the small signal equivalent

schematic in midfrequency for this stage. Whatare the values of the small signal modelparameters of T: gm; ro , assuming ID=0.2 mA?What is the configuration of this stage?

d) 0,75p For the small signal, midfrequency modelof the stage, find the expressions and values of: Av; Ri; Ro. Plot vO(t) and vo(t) for vi(t)= 150 sin 2104

[mV][Hz].

RG13M

e) 0,5pWhat is the minimum possible value for RLto have a voltage gain Av2? Do other parameters of thstage change in this case? If yes, how?

1. 3,5 pPt. T, VP=3V; =0,2 mA/V2; VA=100V.f) 0,5p Desenai schema echivalent a

circuitului n c.c.g) 1p Calculai punctul static de funcionare

(PSF) al T i artai cT lucreazn aF.h) 0,75p Desenai schema echivalent a

circuitului la semnal mic, medie frecven.Ce valori au parametrii de model ai T: gm;

RG21M

T

RD20k

Ci

100 F

C =100o

vovORS5kvi

CS100 F

RL

RG13M

RD20k Co=100

RG21M

T

RS5k

Ci

100 F

F

VDD=20V

viCS

100 F

vO voRL

7/25/2019 3. amplifT

4/12

ro, considernd cID=0,2 mA? n ce conexiune este T?i) 0,75p Pentru schema de semnal mic, medie frecvena amplificatorului, determinai expresiile i valorile

Av; Ri; Ro. Cum aratvO(t) i vo(t) pentru vi(t)= 150 sin 2104t [mV][Hz]?j) 0,5pCare este valoarea minim posibil pentru RL astfel nct modulul amplificrii etajului s fie 2? S

modificali parametri ai etajului n acest caz? Dacda, cum?

P1. 2,5 pPentru tranzistorul T, VBE , on=0,6V

RB110K

RB2

5K

T

RC2K

RL

3

CB=47F

CC47F

VCC=12V

vi RE1,7K

C

47F

vO

2 4 6 8

2

4

6

8

vCE[V]

iB1=10A

iB2=20A

iB3=30A

iB4=40A

i) 0,75pCum aratschema echivalenta circuitului n curent continuu? Determinai punctul static de funcionare al T i poziiona

acest PSF pe familia de caracteristici parametruBiCEC )(vi a T din figur.

j) 0,5pn ce regiune de funcionare lucreazT n curent continuu n acest etaj? Justificai rspunsul, grafic sau numeric (prin relamatematice). Delimitai cele 3 regiuni posibile de funcionare ale unui tranzistor bipolar pe familia de caracteristic

parametruBiCEC )(vi din figur.

k) 0,5p Cum aratmodelul de semnal mic, medie frecvenal T? Ce valori au parametrii de model: ; rbe; gm? Se va considera ro.

l) 0,75pCum aratschema echivalentde semnal mic, medie frecvena circuitului? n ce conexiune este T n acest etaj? Determinaexpresia i valoarea amplificrii n tensiune a etajului,

i

ov v

vA = . Cum aratvO(t) pentru vi(t)= 15 sin t [mV]?

1. Se daplificatorul cu tranzistor dinfigura a) Cu ajutorul osciloscopului sevizualizeaz vI(t) i vO1(t), prezentaten figura b).

t

vI[V]

2

2

1p a) Ce valoare are amplificarea ntensiune, considernd ieirea ncolector ?1p b) Care este cronograma tensiunii

vO1(t) pentru RC=1,5K i vI dinfigura b) ?0,5p c) Ct este amplificarea ntensiune, considernd ieirea nemitor? Care este cronograma vo2(t)

pentru RC=3K?

vo2

vI=VI+vi

vO1RC3K

Co

RE0,65K

Vcc=12V 5

t

vO1[V]

6

3 75

1 5

8 25

t a) b)

7/25/2019 3. amplifT

5/12

1.Se dcircuitul cu tranzistor n-MOS pentru care se cunosc K=6mA/V2iVP=2V. Condensatoarele Ci i Co se consider scurt-circuit la frecvena delucru. Se cunoaste ID=K(VGS-VP)

2.

S vo

RD1.5K

RG13M

Co

vi RG21M

Ci

D

G

+VDD=12V

0,5p a) n ce conexiune e legat tranzistorul i ce aplicatie realizeazcircuitul?1p b) Care este schema echivalentla semnal mic i joasfrecven?1p c) Calculai amplificarea n tensiune Av=vo/vi, Rini Rout.

a) 0,75pDeterminai PSF (VCE, IC) al T n ipoteza IB

7/25/2019 3. amplifT

6/12

a obine PSF la mijlocul dreptei de sarcin(toate celelalte valori din schemrmn nemodificate). Ce avantaj araceastpolarizare a T, cu PSF la mijlocul dreptei de sarcin, pentru folosirea etajului ca amplificator?

P1. 2pFor T, =0.2mA/V2; VTh=3V; VA=100V.The quiescent point of T is: ID=5mA;

VDS=13V, and VGS=8V.a) 0.25pProve that T works in aF. Drawthe small signal equivalent model of T inmidfrequency. What are the values of themodel parameters: gm; ro?b) 0.75p Draw the small signal equivalentcircuit of this schematic in midfrequency.Compute: the voltage gain of the stage, A-v=vo/vi; the input resistance Ri; the outputresistance Roof the stage. Assume R1

7/25/2019 3. amplifT

7/12

amplificatorului. Se va considera R1

7/25/2019 3. amplifT

8/12

P1. 2p

Pentru T: =0,2 mA/V2 VP=4V

VA=100V

0,25p a)Cum arat schema echivalenta circuitului c.c.?0.75p b)Ce valori au IDi VDSn PSF al T? Artai cTlucreazn aF.0.5p c) Cum arat schema echivalent a circuitului lsemnal mic, medie frecven? Ce valori au gmi rodimodelul de semnal mic al T? Deducei expresia

valoarea amplicrii n tensiunei

ov v

vA = a circuitulu

considernd .or

RG11M

RG22M

T

RD5k

RS5k

CG

100 F

Co=100F

VDD=15V

0,5p d) Cum aratcronogramele semnalelor vO(t) i vo(t) pentru vi(t)=0,2 sint [V]?

1. Se d circuitul cu tranzistor n-MOS pentru care secunosc K=6mA/V2i VP=2V. Condensatoarele Cii Coseconsiderscurt-circuit la frecvena de lucru. Se cunoasteID=K(VGS-VP)

2.0,5p a) n ce conexiune e legat tranzistorul i ce aplicatierealizeazcircuitul ?1p b) Care este schema echivalent la semnal mic ijoasfrecven?

1p c) Calculai amplificarea n tensiune Av=vo/vi, RiniRout.

A1.Se dcircuitul cu tranzistor n-MOS pentru care se cunosc VP=2V sicurentul in punctul static ID=0.5mA. Condensatoarele Ci, Cosi CSseconsiderscurt-circuit la frecvena de lucru. Se cunoaste ID=K(VGS-VP)

2.0,5p a) n ce conexiune e legat tranzistorul i ce aplicatie realizeazcircuitul

pentru K in conductie respectiv in blocare?0.5p b) Care este schema echivalentla semnal mic i joasfrecvenin ambele situatii de mai sus?

0.5p c) Calculai amplificarea n tensiune Av=vo/vipentru K in conductierespectiv blocare.

1P d) Cum arata vO(t) si vo(t) daca vI(t) este un semnaltriunghiular cu amplitudinea de 100mV axat pe 3Vpentru K blocat ?

vi

Ci100 F

vO vo

S vo

RD1.5K

RG115M

Co

vi RG2

3M

Ci

D

G

+VDD=18V

vo

RD6K

RG13M

Co

vI=vi+VI RG21M

Ci

D

G

+VDD=12V

RS1K

K

CS

vO

7/25/2019 3. amplifT

9/12

I. Pentru amplificatorul din figura se cunoaste IC=1mAin PSF si frecventa lui vieste de 10KHz.

110K 5K

10K

vi

+20V

Ci10

~

Co

vo

0.5K 10

T

10

C

1p a)Care sunt valorile amplificrii Av=vo/vii a rezistenei de intrare Ri?

1p b)Cum se modific(crete/scade)modulul Avi Ridacse elimincondensatorulC din circuit ?

Ci vOvo

CoRG1 RD

200K

VDD= 15V

vI

vi

C1. Pentru amplificatorul din figur s-au calculat: ID= 0,6mAgm=0,8mS n P.S.F.0,5p a) n ce conexiune este legat tranzistorul?

1p b) Calculai amplificarea n tensiune Av= vo/vipentru RD=15K.1,5p c) Care sunt cronogramele tensiunilor vi(t), vI(t) i vo(t) pentruvi(t)=0,3sin( t50002 ), presupunnd cAv=-8 pentru RD=10K?

P3. 2p Consider the transistoramplifier in figure i) Thewaveforms in figure ii) aredisplayed with an oscilloscope onthe dc coupling mode.0.5p a) What is the value of thevoltage gain considering theoutput in the collector of thetransistor?1p b) How does the waveformvO1(t) look like assuming

RC=1.5K and vI the one infigure ii) ?

0,5p c) What is the value of thevoltage gain considering theoutput in the emitter of the transistor? How does the waveform vO2(t) look like assuming RC=1.5K and vIthone in figure ii)?

vo2

vI=VI+vi

vO1RC3K

Co

RE0,65K

Vcc=12V

t

vI[V]

2

2 5

t

vO1[V]

6

3 75

1 5

8 25

i) ii)

7/25/2019 3. amplifT

10/12

P3. 2.5p For BJT in the circuit, vBE, on=0,6V and =100.

1

0.75p a) Draw the dc equivalent circuit. Compute thequiescent point of BJT, Q(IC,VCE).0.5p b) Draw the small signal equivalent circuit. What isthe amplifier configuration? Explain.0.75p c) What are the expressions and values of:transconductance gm; gain Av=vo/vi; input resistance Ri;output resistance Ro.

RB116k

RB24k

T

RC5k

RE4k

CB

100 F

Co=100F

VDD=15V

vi

Ci100 F vovC

0.5p d) Draw the waveforms of vC(t); vo(t) if vi(t)=20sin 2104t [mV][Hz].

RG1

6M

RG24M

T

RD5k

I1.6mA

CG

100 F

Co=100F

VAl=20V

vi

Ci100 F

vovD

-VAl=-20V

P3. 2.5pFor T: VTh=3V; =0.4 mA/V2; ro.0.75p a) Draw the dc equivalent circuit. Computethe quiescent point of TMOS, Q(ID,VDS).0.5p b) Draw the small signal equivalent circuit.What is the configuration of the amplifier? Explain.0.75p c) What are the expressions and values of:transconductance gm; gain Av=vo/vi; input resistanceRi; output resistance Ro.0.5p d) Plot: vo(t); vD(t), forvi(t)=0.5sin 210

4t [V][Hz].

P.3. 2,5p

i) 0,75pDeterminai PSF (VCE, IC) al T n ipoteza IB

7/25/2019 3. amplifT

11/12

P3.Pentru TB din figurse cunosc vBE, on=0,7V i =100.1p a) Desenai schema echivalent n c.c. aacestui circuit. Determinai punctul static defuncionare al TB Q(IC,VCE) i demonstrai ctranzistorul funcioneazn regiunea (aF).

0.75p b) Desenai schema echivalenta desemnal mic. Ce valori au gmi rbedin modelul desemnal mic al tranzistorului ? n ce conexiune seaflTB n acest circuit? Explicai.0.75p c) Care sunt expresiile i valorileamplificrii n tensiune Av=vo/vi, rezistenei deintrare Rii a rezistenei de ieire Ropentru acestcircuit ?

R1130K

R38K

R220K

vi

+20V

Ci10

~

Co

vo

R42.5K

10

10

CE

vBE, onIC

VCE

RL2K

vO

0.5p d) Desenai cronogramele vO(t); vo(t), pentru vi(t)=10 sin 2104t [mV][Hz].

P3. 3p Pentru TMOS din figurse cunoscVP=2V; =0.5 mA/V2; VA=100V i ro.

1

1p a) Desenai schema echivalentn c.c. alacestui circuit. Determinai punctul static defuncionare al TMOS Q(ID,VDS).0,75p b) Desenai schema echivalenta desemnal mic. Ce valori au gmi rodin modelul desemnal mic al tranzistorului ? n ce conexiunese aflTMOS n acest circuit? Explicai.

0.75p c) Care sunt expresiile i valorileamplificrii n tensiune Av=vo/vi, rezistenei deintrare Ri i a rezistenei de ieire Ro pentruacest circuit ?

RG16M

RG2

2M

T

RD5k

I

2mA

CG

100 F

Co=100F

VAl=20V

vi

Ci100 F

vovO

-VAl=-12V0.5p d) Desenai cronogramele vO(t); vo(t),pentru vi(t)=100 sin 210

4t [mV][Hz].

P3. 2p Pentru T: VP=3V; =0.1 mA/V2; VA=100V.

h)0.75p Desenati circuitul echivalent n curentcontinuu. Determinati punctul static de functionare al T,Q(VDS, ID) i aratati ca T este polarizat (aF).i) 0.75p Calculati caderea de tensiune continua pefiecare componenta din circuit (inclusiv condensatoare).j) 0.5p Desenati circuitul echivalent de semnal micpentru frecventa medii. Care este conexiuneaamplificatorului i ce valoare are amplificarea n

tensiuneAv=i

o

v

v?

7/25/2019 3. amplifT

12/12

P1.

VDD=10VPentru T, VP=3V; =

2L

KW=0,2mA/V2.

1

La semnal mic, medie frecven, se vorconsidera CG, CDi CS scurtcircuit.

m)0,5p Cum arat schemaechivalent n curent continuu acircuitului? Calculai PSF (VDS, ID) alT i artai cT lucreazn (aF).n) 0,5p Cum arat schemaechivalent a acestui etaj amplificatorcu TMOS la semnal mic, mediefrecven? Determinai valoareaparametrului de model gm al T lasemnal mic. Se va considera c nmodelul de semnal mic al T, ro.

o) 0,5p Determinai expresiile i valorile:amplificrii n tensiune a etajului, Av=

i

o

v

v;

rezistenei de intrare a etajului, Ri; rezisteneide ieire a etajului, Ro.p) 0,5pDacvi(t) are forma din figur, cumaratcronogramele tensiunilor: vo(t); vD(t)?

P1. 2pIn the operating point gm=2ms.0.5p a) What is the small signal equivalent circuit inthe low frequency range?1p b) What are the expressions and values of cut-off frequency due to the presence of C1and C2?0.5p c) What is the value of the low cut-offfrequency of the transfer function for this circuit?

20

-20

vi[mV]

t

VSS= -10V

~

T

vovi

IPol0.8mA

CS22F

RL

CD=22F

RG2,2M

CG=22F

RD15K

vD

-VPS

VPS

R3

C1 voT

R1

10K 22

R2~vi C21M I R4

10100K