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Fondamenti di Elettronica – Ing. AUTOMATICA e INFORMATICA - AA 2009/2010 Traccia di soluzione prova in itinere del 8 febbraio 2011 Esercizio 1. a) VGS = 1.5V ·R1/(R 1+R 2)= 1V Ipotizzando MOS in saturazione e diodo spento: ID= k n·(V GS -VT)2= 90 µA, V out = 1.5V-R3·ID= 0.96V VGD =40mV<V T /barb2right MOS in saturazione VD=0.54V < 0.7V /barb2right diodo spento gm= 2·kn·(V GS -VT)= 0.6mS b) PMOS = V DS ·ID = 86.4 µW, P diodo =0 c) G(0)= v out /v in (0)= - R2/(R 1+R 2)·gm·R3= -1.2 d) G( ∞)=v out /v in (∞)= -gm·R3= -3.6 fp= 1/(2 ·π·C1 ·R1||R2) = 2389 Hz fz= f p·G(0)/G( ∞)= 1/(2 ·π·C1 ·R1)= 796Hz e) Caso i) f= 10Hz << f p, f z /barb2right la sinusoide è amplificata con il guadagno a bassa frequenza. Ipotizzando il diodo sempre spento: V out =0.96V+G(0) ·vin Siccome la Vout minima è 0.87V il diodo si mantiene spento per tut to il periodo della sinusoide, confermando l’ipotesi iniziale. Vout_max = 1.05V 1.05V 0.87V |G(f)| f [Hz] 3.6 1.2 2389 796 Vout (t) t [s] 0.96V Caso ii) f= 100kHz >> f p, f z /barb2right la sinusoide è amplificata con il guadagno ad alt a frequenza. Ipotizzando il diodo sempre spento: V out =0.96V+G( ∞)·vin In questo caso la V out minima sarebbe 0.69V, inferiore alla tensione nece ssaria al diodo per accendersi (pari a 1.5V-0.7V=0.8V). La se mionda negativa della sinusoide è quindi “tagliata” al valore di 0.8V. Esercizio 2. a) Prima di valutare l’espressione completa del guadag no, è utile vedere il comportamento a bassa frequenza (quindi con il condensatore aperto) e ad alta frequenza (quindi con il condensatore in cortocircuito). Nel primo caso la configurazione ch e si ottiene è quella classica di stadio con guadagno non invertente, mentre nel secondo caso lo stadio si trova in configurazione a buffer (la retroazione è totale, cioè la tensione di…