Esercizio 2

Fondamenti di Elettronica - Ingegneria Informatica e Automatica – 15 sett. 2004
Indicare chiaramente la domanda a cui si sta rispondendo. Ad esempio 1a)
Esercizio 1
a)
b)
Si consideri il circuito mostrato in figura senza il diodo D.
Calcolare e disegnare in un diagramma temporale
l’andamento della tensione vout e della corrente ic
i
quotandone tutti i punti significativi.
Si includa ora il diodo D nel circuito e si assuma che la
tensione di accensione sia 0.7 V. Disegnare in un
diagramma temporale l’andamento della sola tensione vout
quotandone tutti i punti significativi. Si giustifichi la
risposta.
Vout
i
C
R
c)
2mA
T
t
T=10ms
R=1kC=5nF
Vdd=+5V
Esercizio 2
a)
b)
D
Polarizzare il circuito.
Tracciare il diagramma di Bode quotato di modulo e fase
di vout/vin, indicando chiaramente i valori dei poli, degli
zeri, del guadagno, dello sfasamento e la frequenza di
attraversamento dell’asse 0 dB del guadagno.
Assumendo vin(t)=0.1V sin(2fot), con fo=254 MHz,
tracciare vout(t) e vin(t) su un grafico e calcolare la corrente
di picco in CL.
Vgg=+1V
RL
vout
Ri
Ci
CL
vin
Dati: VT=0.5V, k=½µCox(W/L)=8 mA/V2
Ri=200 k, Ci=25 pF, RL=1 k, CL=5 pF.
Vdd=+5V
Esercizio 3
Riferendosi all’invertitore CMOS mostrato in figura:
a) Definire e calcolare la soglia logica dell’invertitore.
b) Tracciare la caratteristica di trasferimento statica (VIN, VOUT) e
definire, indicandoli chiaramente sul grafico, i margini di
rumore.
c) Considerando la transizione 10 di VIN, definire graficamente il
corrispondente ritardo di propagazione e calcolarne il valore
considerando un carico capacitivo C=1pF.
IN
|VTp|=VTn=1V
kn= 4mA/V2
kp= 1mA/V2
C=1pF
OUT
C
Esercizio 4
Si consideri la seguente catena per l’amplificazione del segnale vs e per la sua conversione in una parola digitale.
+2.5V
Rout
ADC
R1=1k
12
R
2=100k
Cin
R2
R3=1k
Rs
R1
Rs=1k
vout
C
in=15pF
-2.5V
vs
A0=80dB
R3
a)
b)
c)
d)
Determinare il guadagno di tensione vout/vs ideale a bassa frequenza.
Supponendo che l’amplificatore operazionale sia caratterizzato da una corrente di bias Ibias=100nA,
determinare l’errore in uscita espresso in unita di LSB.
Calcolare la resistenza di uscita Rout indicata in Figura a bassa frequenza, assumendo che l’amplificatore
operazionale sia caratterizzato da una resistenza di uscita finita rout pari a 1k.
Assumendo che la risposta in frequenza dell’amplificatore operazionale sia del tipo A(s)=A0 e che
l’amplificatore operazionale sia caratterizzato da una resistenza di uscita finita rout pari a 1k,
determinare la banda passante del circuito (si consideri l’effetto della capacita’ di ingresso Cin
dell’ADC).