Cognome Nome Mat. Data / /

(1)

Cognome______________________Nome___________________ Mat.________ Data__/__/__

1) In un diodo led la corrente …

( )a può scorrere solo da Catodo ad Anodo ( )b può scorrere solo da Anodo a Catodo

( )c può scorrere in entrambe le direzioni tra Catodo e Anodo

2) Un transistore pMOS ad arricchimento …..

( )a conduce se in ingresso ha zero (tensione inferiore alla soglia) ( )b conduce se in ingresso ha uno (tensione superiore alla soglia) ( )c conduce solo in configurazione CMOS

3) Se si usa un multimetro configurato per misure di tensione in continua (DC) e si misura un’onda quadra a circa 1 kHz tra 0V e +5V si ottiene circa…

( )a 0V ( )b +2,5V ( )c +5V

4) Un amplificatore operazionale ha sempre le seguenti caratteristiche….

( )a non entra corrente nei morsetti di ingresso ( )b non entra corrente nei morsetti di uscita ( )c V+ = V-

5) L’immunità al rumore nei circuiti digitali è pari a … ( )a min(Voh-Vol, Vih-Vil)

( )b min(Voh-Vih, Vol-Vil) ( )c min(Voh-Vih, Vil-Vol)

(2)

ELETTRONICA GENERALE, FONDAMENTI DI ELETTRONICA Preappello d’esame del 27/10/2020

Ogni risposta corretta alle domande a risposta multipla +1 punto, ogni risposta sbagliata -0,5 punti, ogni risposta in bianco 0 punti. Minimo 5 punti totale, minimo 2 punti sui problemi (10 minuti domande, 60 minuti problemi)

Cognome______________________Nome___________________ Mat.________ Data__/__/__

a) Illustrare il funzionamento del circuito in figura

applicando in ingresso un segnale costante tra gnd e +5V e un segnale sinusoidale tra -2V e +2V a frequenza di circa 100Hz e di 10kHz (R=1kOhm, C=100nF), anche

considerando qualitativamente una resistenza R2>R di carico in parallelo a C (2 punti)

b) Si discuta il circuito in figura (R1=R2=10k), pensando di alimentarlo tra -5V e +5V e dando in ingresso un segnale variabile tra +1V e +3V (1 punto). Cambierebbe qualcosa considerando un LM358 e alimentandolo tra gnd e +5V? (1 punto)

c) Data la porta NOT RTL in figura, si illustri se in uscita lo zero sia forte o debole rispetto all’uno. Ipotizzando di imporre Voh = 2V, Vih = 0,8V, Vil = 0,5V si calcolino i livelli logici Ioh, Vol, Iol, Iil, Iih pilotando 2 carichi nelle seguenti

condizioni: Vcc=3,2V, Rc = 1kΩ, Rb = 2kΩ, h(FE)=100, Ic,max

= 20mA, Vce,sat=0.2V, Vbe,sat=0,65V (2 punti)

Vin Vout

R

C

Gnd

Vcc

Vin

Vout Rc

Rb

Vcc

A

Vout Rc

Vcc

Vout Rc

A B

Vcc

Vout Rc

A B

Vout=NOT(A)=!A Vout=!(A&B) Vout=!(A+B)

(3)

Soluzioni

1) In un diodo led la corrente …

( )a può scorrere solo da Catodo ad Anodo (x)b può scorrere solo da Anodo a Catodo

( )c può scorrere in entrambe le direzioni tra Catodo e Anodo

2) Un transistore pMOS ad arricchimento …..

(x)a conduce se in ingresso ha zero (tensione inferiore alla soglia) ( )b conduce se in ingresso ha uno (tensione superiore alla soglia) ( )c conduce solo in configurazione CMOS

3) Se si usa un multimetro configurato per misure di tensione in continua (DC) e si misura un’onda quadra a circa 1 kHz tra 0V e +5V si ottiene circa…

( )a 0V (x)b +2,5V ( )c +5V

4) Un amplificatore operazionale ha sempre le seguenti caratteristiche….

(x)a non entra corrente nei morsetti di ingresso ( )b non entra corrente nei morsetti di uscita ( )c V+ = V-

5) L’immunità al rumore nei circuiti digitali è pari a … ( )a min(Voh-Vol, Vih-Vil)

( )b min(Voh-Vih, Vol-Vil) (x)c min(Voh-Vih, Vil-Vol)

(4)

ELETTRONICA GENERALE, FONDAMENTI DI ELETTRONICA Preappello d’esame del 27/10/2020

Ogni risposta corretta alle domande a risposta multipla +1 punto, ogni risposta sbagliata -0,5 punti, ogni risposta in bianco 0 punti. Minimo 5 punti totale, minimo 2 punti sui problemi (10 minuti domande, 60 minuti problemi)

a) Illustrare il funzionamento del circuito in figura

applicando in ingresso un segnale costante tra gnd e +5V e un segnale sinusoidale tra -2V e +2V a frequenza di circa 100Hz e di 10kHz (R=1kOhm, C=100nF), anche

considerando qualitativamente una resistenza R2>R di carico in parallelo a C (2 punti)

Soluzione

Il circuito, se alimentato con segnali costanti, ha Vout=Vin, in quanto la capacità C si comporta come un circuito aperto. In presenza di segnali variabili (AC) a frequenza f e considerando le impedenze (impedenze R e 1/jωC dove ω=2πf) si ha Vout = Vin*1/(1+jωRC). Naturalmente quello che si vedrebbe con un oscilloscopio è il modulo dei segnali ossia Vout = Vin*1/√(1+(ωRC)²) Per ωRC<<1 (basse frequenze) si ha Vout = Vin

Per ωRC>>1 (alte frequenze) la tensione Vout si attenua rispetto a Vin e, come si è visto in laboratorio, si sfasa in ritardo fino a tendere a 90° (1/4 di periodo).

Nel caso in questione RC = 1k*100n = 0,1ms e quindi si avrebbe:

per 100Hz si ha ωRC = 6,28*100*0,1m = 0,0628 << 1 e il segnale Vin passa in uscita inalterato (Vout= 0,998*Vin)

per 10kHz si ha ωRC = 6,28*10000*0,1m = 6,28 > 1 e il segnale Vin viene quindi attenuato e ritardato (Vout= 0,157*Vin)

Se si collega una resistenza R2 in parallelo a C, alle basse frequenze, dove l’impedenza capacitiva è elevata e quindi trascurabile rispetto a R2, l’uscita è il partitore tra R2 e R; alle alte frequenze, la capacità ha bassa impedenza che domina su R2 e il segnale Vout risulta attenuato e sfasato in ritardo. In dettaglio, se si definisce Ra = R*R2/(R+R2) e G = R2/(R2+R) si ha

Vout = Vin*G/(1+jωRaC), ossia Vout = Vin*G/√(1+(ωRaC)²) ossia la frequenza va a confrontarsi con 1/RaC > 1/RC

b) Si discuta il circuito in figura (R1=R2=10k), pensando di alimentarlo tra -5V e +5V e dando in ingresso un segnale variabile tra +1V e +3V. Cambierebbe qualcosa considerando un LM358 e alimentandolo tra gnd e +5V?

(2 punti)

Soluzione

Si tratta di un amplificatore non invertente. Infatti non entra corrente negli ingressi V+ e V- quindi, uguagliando l’espressione della corrente Ir1 che scorre in R1 con Ir2 si ottiene (Vo-V-)/R2=V-/R1 Dato che la reazione è negativa, se non incorrono situazioni di saturazione si può assumere V-

=V+=Vs e quindi

Vo = Vs (1 + (R2/R1) = 2Vs salvo situazioni di saturazione

Vin Vout

R

C

Gnd

(5)

c) Data la porta NOT RTL in figura, si illustri se in uscita lo zero sia forte o debole rispetto all’uno. Ipotizzando di imporre Voh = 2V, Vih = 0,8V, Vil = 0,5V si calcolino i livelli logici Ioh, Vol, Iol, Iil, Iih pilotando 2 carichi nelle seguenti

condizioni: Vcc=3,2V, Rc = 1kΩ, Rb = 2kΩ, h(FE)=100, Ic,max = 20mA, Vce,sat=0.2V, Vbe,sat=0,65V (2 punti) Soluzione

Il circuito ha uno zero forte in quanto l’uscita a zero praticamente non dipende dalla corrente (Vol = Vce,sat fino a correnti di circa Ic, max). Al contrario l’uno è debole perché l’uscita Voh dipende dalla corrente Ioh in quanto Voh = Vcc – Ioh*Rc e il valore della resistenza Rc è di molto superiore alla resistenza Ron del transistore in saturazione.

Uscita a “1” (transistore OFF):

Voh = 2V

Ioh = (Vcc-Voh)/Rc = 1,2mA > 2·Iih Vil = 0,5V

Iil = < μA ~ 0 (correnti di perdita in quanto il transistore è spento)

Uscita a “0” (transistore ON):

Vol = Vce,sat = 0.2V

Ic = (Vcc-Vol)/Rc + 2·Iil = 3 mA + 2·Iil ~ 3 mA << Ic,max = 20mA Iol, max = Ic,max - Ic ~ 17mA (>>2·Iil)