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Sistemas Electrnicos 4 Curso ETSI IndustrialEnero 2011 UNIVERSIDAD DE VIGO1) Indique de forma razonada (principios o

leyes) el sentido de la corriente en losresistores y la tensin que soportan en elcircuito de la figura 1, sabiendo que N1 =0,25 N2= 3 N3.

2) Explique qu diferencias de velocidad deconmutacin y capacidad de transmisin de

potencia existen entre los diodos derectificacin (normales), rectificacin PIN,ultrarrpidos y Schottky.

3) Explique de qu forma se produce elapagado de un tiristor que est conectadoen serie con una carga ligeramente inductivaen un circuito alimentado desde corrientealterna.

4) Indique razonadamente que dispositivosemiconductor es ms apropiado para: a)trabajar como interruptor en aplicaciones debaja potencia y alta frecuencia como por

ejemplo, fuentes de alimentacinconmutadas, b) trabajar como interruptor enaplicaciones de media potencia.

5) Para el circuito de la figura 2, y teniendo encuenta el carcter inductivo de la carga(motor), indique cul es la misin de losdiodos D1, D2, D3 y D4.

6) En el circuito de la Figura 3 indquerazonadamente como afecta el valor de laresistencia R3 a la frecuencia deconmutacin mxima del circuito.

7) Las caractersticas tcnicas de un reguladorde tensin 7805 son: TJmx. = 150[C], cadade tensin (VIN VOUT) = 2[V] y resistenciatrmica unin-ambiente (RthJ-A) = 25 [C/W].Si se le conecta una carga de 2[],determinar la mxima temperatura ambientea la que puede funcionar sin radiador.

8) Represente el esquema elctrico de unsensor de tres hilos con salida de tipotransistor PNP e indique entre queterminales se conecta la carga.

9) Explique brevemente en qu consiste el

efecto piezoelctrico. Nombre un sensor queutilice este principio e indique unaaplicacin.

10) La figura 4 representa la medidaexperimental de fase de una bobina. Indiquerazonadamente los rangos de frecuenciasque presentan un comportamiento inductivo,resistivo y capacitivo.

11) En el circuito de la figura 5, Que tensinhay en la salida de la fuente regulada si J7yJ8se unen con un cable?

12) En el circuito de la figura 6 indique cual es la

corriente que circula en rgimenestacionario por la resistencia de carga (R13)cuando el SCR Q9conduce.

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

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Sistemas Electrnicos 4 Curso ETSI IndustrialEnero 2011 UNIVERSIDAD DE VIGO

PROBLEMAUn transistor MOSFET controla una carga, quesuponemos altamente inductiva y que estalimentada por una fuente VD de 100[V]. Eltransistor est controlado por una seal VG queproporciona impulsos de 10[V] y de 20[seg] deduracin. La seal VG es de una frecuencia de

20[KHz] y se conecta a la puerta del transistor a travs de una resistencia RGde 10[]. Si la corriente IDes de 150[A] y las caractersticas del transistor son las que se indican en la tabla adjunta, se pide:

a) Representar el circuito con todos sus componentes, calcular el ciclo de trabajo y los valores de tfvy trv.

b) Representar las grficas de IGy VGS, en la activacin y en la desactivacin, acotando los valores

ms significativos.c) Representar las grficas de VDS y de ID, para un ciclo de trabajo, y acotar los valores ms

significativos.d) Si suponemos que la carga es una bobina de 5H, formada por 5 espiras y que el ncleo es de

un material cuya mx es de 200mT, determinar la seccin que debe tener el ncleo e indique,de forma razonada, como se podra disminuir la permeabilidad del ncleo de dicha bobina, encaso necesario.

NOTA: SE DEBEN ENTREGAR 5 BLOQUES DE HOJAS INDEPENDIENTES

BLOQUE 1: RESOLUCIN DE LAS PREGUNTAS 1, 2, 3BLOQUE 2: RESOLUCIN DE LAS PREGUNTAS 4, 5, 6

BLOQUE 3: RESOLUCIN DE LAS PREGUNTAS 7, 8, 9BLOQUE 4: RESOLUCIN DE LAS PREGUNTAS 10, 11, 12BLOQUE 5: RESOLUCIN DEL PROBLEMA

CADA UNA DE LAS 12 CUESTIONES TIENE UN VALOR MXIMO DE 0,5 PUNTOSEL PROBLEMA TIENE UN VALOR MXIMO DE 4 PUNTOS.

Figura 5

Figura 6

Caractersticas del transistor

CGD1= CGD2= CGD=130[pF] RDS= 0,05[]

VT= 3[V] GM= 25[A/V]

td(ON)= 20[nseg] tri= 50[nseg.]

td(OFF)= 60[nseg] tfi= 30[nseg]

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Sistemas Electrnicos 4 Curso ETSI IndustrialEnero 2011 UNIVERSIDAD DE VIGOUn transistor MOSFET controla una carga, que suponemos altamente inductiva, que est alimentada poruna fuente VDde 100[V]. El transistor est controlado por una seal VGque proporciona impulsos de10[V] y de 20[seg] de duracin. La seal VGes de una frecuencia de 20[KHz] y se conecta a la puertadel transistor a travs de una resistencia RGde 10[]. Si la corriente IDes de 150[A] y las caractersticasdel transistor son las que se indican, se pide:

e) Representar el circuito contodos sus componentes, calcular elciclo de trabajo y los valores de tfv ytfv.

f) Representar las grficas de IGy VGS,en la activacin y en ladesactivacin acotando los valores ms significativos.

g) Representar las grficas de VDS y de ID, para un ciclo de trabajo, y acotar los valoresms significativos.

h) Si suponemos que la carga es una bobina de 5H, formada por 5 espiras y que el ncleoes de un material cuya mx es de 200mT, determinar la seccin que debe tener el

ncleo e indique, de forma razonada, como se podra disminuir la permeabilidad delncleo de dicha bobina en caso necesario.

SOLUCIN

a)

CGD1= CGD2= CGD=130[pF] RDS= 0,05[] VT= 3[V] GM= 25[A/V] td(ON)= 20[nseg] tri= 50[nseg.] td(OFF)= 60[nseg] tfi= 30[nseg] ID= 150A RG= 10 VD= 100V

Caractersticas del transistorCGD1= CGD2= CGD=130[pF] RDS= 0,05[]VT= 3[V] GM= 25[A/V]

td(ON)= 20[nseg] tri= 50[nseg.]td(OFF)= 60[nseg] tfi= 30[nseg]

ID

VD

VG

RG

T

KT

VG

t

10[V]

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ssf

T 5010501020

11 63

%4020 KsKT

Tm

DGSTGSmD V

GIVVVGI ; ][9VVGS

21 DGDGDG CCC

dt

dV

dt

dVCteVVVV DSDGGSGSDGDS .;

DG

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I

dt

dV

dt

dVC

dt

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G

GSGGGSGGG

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DS

DGG

GSGDS

t

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CR

VV

dt

dV

.

GSG

DGGDS

G

DGDSfv

VV

CRV

I

CVt

DDSDDS IRVV ; ][5,92 VVDS ][120][10120 9 nSStfv

dt

dVC

R

VIVIRV DGDG

G

GS

GGSGGG

0

dt

dV

dt

dVCteVVVV DSDGGSGSDGDS .;

.Ctet

V

RC

V

C

I

rv

DS

GDG

GS

DG

G

GS

GDGDSrv

V

RCVt

; ][13][1013

9 nSStrv

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b)

td(ON) tri tfv td(ON) tfv

VG

10V

IG1A

0,1A

-1A

-0,9A

VGS

10V9V3V

t

t

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c)

fvriONdfvriONdn tttf

KtttTKt )()(1

][19810][1019810 9 nSStON

d)

td(ON) tfv td(OFF) tfi t0tri tn trv tOFF

VDS

VG

ID

KT (1-K)T

t

t

t

100V

10V

7,5V

150A