Prova del 17 Febbraio 2017 – TEST A

ELETTRONICA APPLICATA ED ELEMENTI DI MECCANICA STATISTICA
Prova del 17 Febbraio 2017 – TEST A

Studente:_________________________________________________; matricola:
Firma _______________________________________________________________________________
Le risposte esatte peso 1.25; errate peso −0.3. La prova va svolta, in 75 minuti, senza calcolatrice e/o altri ausili didattici.
NELL’EVENTUALITÀ CHE TRA LE RISPOSTE DI UNA PARTICOLARE DOMANDA NON SI INDIVIDUI LA SOLUZIONE CORRETTA
(SIA PER LA PRESENZA DI UN REFUSO NEL TESTO, SIA PER ERRORE NEI PROPRI CALCOLI) SI CONSIGLIA DI INSERIRE UNA
NOTA A MARGINE CON IL PRESUNTO RISULTATO CORRETTO. IN QUESTA EVENTUALITÀ, L’EVENTUALE RISPOSTA ERRATTA
SARÀ CONSIDERATA COME RISPOSTA NON FORNITA.
1
2
3
1
Si consideri il circuito mostrato in figura. Il
generatore d’ingresso (vin) fornisce una tensione
sinusoidale con ampiezza 5 V , entrambi i diodi
hanno Vγ = 0.7 V. Quale è la forma d’onda vout ai
capi della resistenza RL .
Si consideri RL  R .
Si consideri un solido semiconduttore drogato in
modo tale che le cariche minoritarie sia trascurabili
rispetto a quelle maggioritarie. Per tale solido,
nell’intorno della temperatura ambiente (250 – 320
k), la conducibilità elettrica:
Nel circuito in figura, nell’ipotesi di amplificatore
operazionale ideale, la tensione d’uscita è:
1)
.
2)
.
3)
.
4)
.
1) praticamente, non dipende dalla temperatura.
2) cresce al diminuire della temperatura.
3) cresce in modo esponenziale con l’aumentare
della temperatura.
4) diminuisce a diminuire della temperatura.
1) vOUT = 3 V
2) vOUT = 4 V
3) vOUT = 7 V
4) vOUT = 11 V
TEST A - Pagina 1
1
3
4
Dato il circuito in figura, determinare l’intervallo 1) VDD > 0 V
dei valori della tensione d’alimentazione (VDD) per 2) 0 < VDD < 100 V (tensione di rottura del
il quale il MOS funziona in saturazione.
MOS)
3) VDD > 2 V
4) VDD > 1 V
3
5
Il guadagno di tensione di un amplificatore è 10. 1)
2)
Quanto vale in dB?
3)
4)
Si consideri il circuito mostrato in figura 1)
(polarizzazione di BJT pnp con F = 100). 2)
Determinare il valore di VEC .
3)
Presenza di refuso: nel testo, in contrasto con il
disegno e le risposte, il BJT era erroneamente 4)
indicato come npn.
20 dB
2 dB
10 dB
40 dB
VEC  11 V .
1
7
Un amplificatore di transimpedenza ha guadagno
senza carico Zmc = 1103, resistenza d’ingresso
Rin = 5 k e resistenza d’uscita Rout = 50 . In
ingresso all’amplificatore c’è il segnale proveniente
da un sensore con resistenza interna RS = 5 k. Il
sensore fornisce una corrente iS = 6 mA e
l’amplificatore pilota un carico RL = 100 . In
queste condizioni, la tensione vout è:
vout = 2 V;
vout = 1 V;
vout = 3 V;
vout = 4 V.
8
Considerare un NMOS usato come interruttore. Con 1)
riferimento alla figura,
2)
6
1)
2)
3)
4)
3)
4)
3
VEC  7 V .
VEC  2 V .
VEC  1 V .
vOUT
vOUT
vOUT
vOUT
TEST A - Pagina 2
 VDD  VTN .
 VDD .
 0.
 VTN .
1
1
9
10
11
In un materiale semiconduttore, l’energy gap (EG)
viene definito come la separazione tra il minimo
assoluto dei livelli energetici della banda di valenza
e il massimo assoluto dei livelli energetici della
banda di valenza. Se si confronta la conducibilità di
due semiconduttori intrinseci (non drogati), ad
esempio il Silicio con EG = 1.17 eV e il Germanio
con EG = 0.74 eV, a temperatura ambiente (300 K)
si ha:
Si consideri il circuito mostrato in figura.
Determinare la corrente IL = 2 V. I diodi sono al
silicio e presentano Vγ = 0.7 V.
Attenzione: non è applicabile il principio di
sovrapposizione degli effetti; i diodi non solo
elementi lineari.
1) conducibilità del silicio uguale alla
conducibilità del germanio;
2) conducibilità di entrambi nulla.
3) conducibilità del silicio maggiore di quella del
germanio;
4) conducibilità del silicio minore di quella del
germanio;
4
1) I L  0.5 mA .
2) I L  3 mA .
3) I L  2 mA .
4) I L  1 mA .
Presenza di refuso: IL = 2 V è primo di senso,
2 V era di troppo. D’altronde, sul disegno e le
risposte, chiaramente, indicavano che andava
ricercata la IL .
3
2
Quali di questi circuiti, con un ingresso IIN = 1 mA,
fornisce VOUT = +2 V. Per la risoluzione, si consideri
ideale l’amplificatore operazionale.
1)
2)
3)
4)
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Si consideri il circuito illustrato in figura;
generatore di corrente costante (IL = 0.05 A).
Nell’ipotesi che l’amplificatore operazione possa
essere considerato ideale, determinare il valore
massimo della resistenza RL che consente al circuito
di funzionare correttamente:
1)
2)
3)
4)
RL < 150 Ω.
RL < 50 Ω.
RL < 100 Ω.
RL < 200 Ω.
3
13
Per il circuito di figura, con ipotesi di amplificatore 1)
operazionale ideale, determinare la tensione d’uscita
2)
VOUT .
3)
VOUT  4 V .
3
4)
14
Per il circuito mostrato in figura, nell’ipotesi che 1)
qui amplificatori operazionali siano ideali, la 2)
corrente IL è:
3)
4)
VOUT  1 V .
VOUT  5 V .
VOUT  0 V .
I L  3 mA
4
I L  2 mA
I L  4 mA
I L  1 mA
15
Si consideri il circuito illustrato in figura. Per 1) VOUT = 12 V
questo circuito, con l’ipotesi di amplificatori 2) VOUT = 6 V
operazionali ideali, determinare la tensione VOUT .
3) VOUT = 15 V
4) VOUT = 9 V
1
16
Consideriamo un diodo a giunzione polarizzato 1) aumenta in modo lineare al crescere della
direttamente da un generatore di corrente che
temperatura;
impone una corrente iD costante. La differenza di 2) diminuisce in modo lineare al crescere della
potenziale ai capi del diodo (vD) :
temperatura;
3) aumenta in modo quadratico al crescere della
temperatura.
4) rimane costante (vD non dipende dalla
temperatura);
2
TEST A - Pagina 4
17
Considerando ideale l’amplificatore operazionale, 1)
determinare la tensione VOUT .
2)
Il diodo Zener presenta V = 0.7 V e tensione di
3)
breakdown VZener = 5 V.
4)
VOUT  9 V .
VOUT  10 V .
VOUT  14 V .
VOUT  11 V .
3
18
In un BJT la corrente di collettore è IC = 150 mA, la 1)
VCE = 0.2 V , la corrente di base è IB = 5 mA e la 2)
VBE = 0.8 V. La potenza dissipata nel BJT è:
3)
PBJT  30 mW .
2
PBJT  34 mW .
PBJT  4 mW .
4) PBJT  26 mW .
Presenza di refuso: nel testo, in contrasto con
quanto riportato nel disegno, la corrente IC era
250 mA. Con questo valore di IC, il risultato
sarebbe stato: PBJT  54 mW .
19
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In un semiconduttore drogato di tipo p (drogato con 1) sono in numero maggiore rispetto alle lacune;
atomi accettori), gli elettroni liberi:
2) sono in numero uguale alle lacune;
3) sono in numero minore rispetto alle lacune;
4) non sono presenti.
Determinare la tensione d’uscita (vOUT) del circuito 1) vOUT  0 V .
illustrato in figura. S’ipotizzi ideale l’amplificatore
2) vOUT  3 V .
operazionale.
3) vOUT   1 V .
4)
21
22
3
1
vOUT   6 V .
In un semiconduttore drogato con atomi donatori 1) è, nel silicio, uguale a 0.7 eV;
(semiconduttore di tipo n), l’energia di Fermi:
2) è poco più elevata dell’energia superiore della
banda di valenza;
3) è poco più bassa dell’energia inferiore della
banda di conduzione;
4) è, nel silicio, circa 1.12 eV.
Si consideri il circuito illustrato in figura.
1) z = − 1/(4R)
21
2) z21 = – 3 R
3) z21 = − 1/(3R)
4) z21 = + 4 R
Presenza di Refuso: nel test consegnato, invece
di –3R e + 4R, le risposte proposte erano –3
e+4.
TEST A - Pagina 5
3
2
23
Si consideri un amplificatore di tensione
retroazionato da una rete  (si veda figura:
retroazione tensione-serie).
Si determini la resistenza d’uscita (resistenza vista
dai terminali 2–2’). Per la risoluzione del quesito,
considerare: RIN = 5 kAV0 = 104 ; ROUT = 100 
1)
)
R2( OUT
 0.1 
2 '
2)
)
R2(OUT
 100 M
2 '
3)
)
R2(OUT
 10 k
 2'
4)
)
R2(OUT
 100 
 2'
1
4
24
Si consideri il circuito illustrato in figura. 1) RD = 5 kΩ
Determinare il valore della resistenza RD in modo 2) RD = 1 kΩ
3) RD = 2 kΩ
tale che ID = 1.6 mA.
4) RD = 10 kΩ
25
4
Si consideri il circuito mostrato in figura, dove sono 1) R  5 kΩ
pre senti due BJT “identici” con F = 200. Il valore 2) R  2 kΩ
di R, affinché IL = 5 mA, deve essere:
3) R  6 kΩ
4) R  3 kΩ
Presenza di refuso: nel testo, in contrasto con
quanto presente sul disegno, era riportato il
valore di IL = 1 mA. Con questo valore di IL, il
risultato sarebbe stato: R  14.3 kΩ
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Si consideri la rete due porte illustrata in figura. 1) y21
Determinare il parametro y21.
2) y21
3) y21
4) y21
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= 3 10-3 Ω-1
= 4 10-3 Ω-1
= 1 10-3 Ω-1
= 2 10-3 Ω-1
3