Esonero sulla PRIMA parte del programma di Elettronica Analogica 05/12/07 Nome:_____________________________ Cognome:___________________________ Matricola:___________________________ e-mail:_____________________________ Esercizio n°1 (12%) Scrivere la relazione generale della densità di corrente in un semiconduttore per portatori di carica di tipo p e n. Determinare la formula del campo elettrico di built-in per un semiconduttore drogato n in condizione di equilibrio a temperatura ambiente con profilo di drogaggio lungo l’asse x pari a: n(x)=n0-n1x con n0=1019cm-3 n1=1018cm-4 Calcolare il valore del campo elettrico nel punto x=5cm. Esercizio n°2 (8%) Descrivere brevemente, specificando anche le relazioni matematiche, l’effetto della temperatura in un diodo in condizione di polarizzazione diretta (V >> V T). Esercizio n°3 (12%) 1) Disegnare il circuito campionatore a ponte di diodi. 2) Mostrare graficamente l’andamento della tensione di uscita quando è applicato in ingresso un segnale sinusoidale avente frequenza doppia rispetto all’onda quadra che controlla lo stato dei diodi. Circuito: 2): Esercizio n°4 (20%) Dato il circuito in figura determinare: 1. il tipo di connessione e i valori di IBQ, ICQ, e VCEQ. 2. la potenza DC fornita dall’alimentazione 3. il valore limite di Re per mantenere il BJT in regione attiva, considerando tutti gli altri parametri costanti 4. la sensibilità di ICQ rispetto a Re (dICQ/dRe) , considerando tutti gli altri parametri costanti. Dati: • VCC= 12V • R1 = 6.2 kΩ • R2 = 1.2 kΩ • Re = 0.47 kΩ • Rc = 1.2 kΩ • Cb=10µF • Ce =10µF • hFE = 100 • BJT al silicio Circuito: Esercizio n°5 (20%) Dato il circuito in figura determinare l'andamento della tensione di uscita V o al variare della tensione d’ingresso Vi e tracciarne il grafico. Scrivere le equazioni (alle maglie e/o ai nodi) che descrivono il circuito per tutti gli stati dei diodi. Suggerimento: I punti di scatto sono due. Studiare il circuito quando la tensione ai capi del tunnel è pari a 0V con corrente inferiore a IP, quando la tensione ai capi del tunnel è compresa tra 0 e V F, ed infine quando la tensione ai capi del tunnel è pari a V F con corrente positiva. Sostituire al diodo tunnel, negli intervalli di tensione descritti, il valore di resistenza opportunamente calcolato dalla caratteristica I-V. Dati: Circuito: R1 =100Ω R2 = 50Ω -15 V ≤ Vin ≤ 15 V D1 diodo tunnel con caratteristica linearizzata I-V riportata sotto, IP=30ma VF=3V. I IP VF Transcaratteristica: V Equazioni: 1) 2) 3) Esercizio n°6 (8%) Un JFET a canale n è polarizzato con una VDS≈0V e VGS=1.5V. Determinare: 1) Lo stato del JFET (regione ohmica, saturazione, interdizione…) 2) Il valore di rD nella condizione di polarizzazione descritta Sapendo che: = 20.0 mA/V2 a = 0.1cm ND= 1020cm-3 W/L = 10 Vp= +1V Esercizio n°7 (20%) Dato il circuito in figura determinare l'andamento della tensione di uscita V out al variare della tensione d’ingresso Vin e tracciarne il grafico. Scrivere le equazioni (alle maglie e/o ai nodi) che descrivono il circuito per tutti gli stati dei diodi. Dati: VR = 3 V R1 =2,0 kΩ R2 = 1,0 kΩ D1 & D2 diodi ideali -15 V ≤ Vin ≤ 15 V Transcaratteristica: Equazioni: 1) 2) 3) Circuito: