Quiz di Sistemi elettronici


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In un transistore MOS per applicazioni analogiche, assumendo che vGS e vDS non siano tali da danneggiare il dispositivo, la corrente di gate iG
  • in condizioni statiche può considerarsi nulla indipendentemente da vGS e da vDS
  • in condizioni statiche può considerarsi nulla solo se vGS < VTH
  • è sempre nulla, indipendentemente dalla frequenza dei segnali applicati
  • in condizioni dinamiche non è generalmente nulla, ma è sempre indipendente da vGS e vDS
Un amplificatore differenziale con ingressi $\displaystyle v^+ $ e $\displaystyle v^− $ fornisce in uscita una tensione $\displaystyle v_{out}=100v^+ -100v^- $. L'amplificazione differenziale Ad è pertanto:
  • Ad = 20 dB
  • Ad = 46 dB
  • Ad = 100 dB
  • Ad = 40 dB
Applicando all'ingresso di un amplificatore un segnale sinusoidale a frequenza 1kHz, lo spettro dell'uscita presenta componenti significative alle frequenze 1kHz, 2kHz, 3kHz e 4kHz, la cui ampiezza varia al variare dell'ampiezza della sinusoide applicata in ingresso. Da questo si può concludere che:
  • la frequenza f = 1kHz è al di fuori della banda passante dell'amplificatore
  • l'amplificatore presenta quattro bande passanti
  • l'amplificatore non è unidirezionale
  • la relazione ingresso-uscita dell'amplificatore non è lineare
Un amplificatore di transresistenza descritto dai parametri Rm, Rin, Rout, è collegato ad una sorgente di segnale con resistenza interna RS e pilota un carico RL. Gli effetti di carico possono considerarsi trascurabili se
  • Rin << RS, Rout << RL
  • Rin >> RS, Rout >> RL
  • Rin << RS, Rout >> RL
  • Rm << RS, Rm << RL
Un operazionale con prodotto banda-guadagno $\displaystyle f_T $, amplificazione differenziale a bassa frequenza $\displaystyle A_{d0} $, $\displaystyle R_{in,d} $ → ∞, $\displaystyle R_{out} $ = 0 è utilizzato in un amplificatore di tensione non invertente con amplificazione di tensione Av < Ad0. La banda dell'amplificatore di tensione
  • è indipendente da Av e dalle caratteristiche dell'operazionale
  • è inversamente proporzionale ad Av
  • è proporzionale ad Av
  • indipendentemente da Av, è pari al prodotto banda-guadagno dell'operazionale $\displaystyle f_T $
In un amplificatore invertente basato su operazionale ideale, il resistore che collega l'uscita con l'ingresso invertente è sostituito da un condensatore C. Il circuito che si ottiene
  • si comporta come integratore invertente e presenta impedenza d'ingresso finita
  • si comporta come derivatore invertente e presenta impedenza d'ingresso infinita
  • si comporta come derivatore invertente e presenta impedenza d'ingresso pari all'impedenza condensatore C
  • si comporta come integratore invertente e presenta impedenza d'ingresso infinita
Un amplificatore operazionale con amplificazione differenziale a bassa frequenza pari a 80dB, prodotto banda-guadagno pari a 1MHz, resistenze d'ingresso e uscita trascurabili (cioè Rin,d → ∞, Rin,cm → ∞, Rout = 0), è utilizzato in un amplificatore di tensione non invertente con amplificazione di tensione in banda di 20dB. La banda dell'amplificatore di tensione non invertente è pari a:
  • 100Hz
  • 10MHz
  • 100kHz
  • 10kHz
In un amplificatore invertente basato su operazionale ideale, il resistore che collega la sorgente di segnale vin all'ingresso invertente è sostituito da un diodo, con anodo collegato alla sorgente e catodo collegato all'ingresso invertente. Per vin > 0 il circuito che si ottiene si comporta come
  • amplificatore esponenziale invertente
  • amplificatore esponenziale non invertente
  • amplificatore logaritmico invertente
  • amplificatore logaritmico non invertente
La conduttanza d'uscita di piccolo segnale $\displaystyle g_0 $ di un transistore MOS nel punto di lavoro Q è definita come:
  • $\displaystyle g_0 = \frac{\partial i_D}{\partial v_{GS}} \Bigg|_Q $
  • $\displaystyle g_0 = \frac{\partial i_D}{\partial v_{DS}} \Bigg|_Q $
  • $\displaystyle g_0 = \frac{\partial i_G}{\partial v_{GS}} \Bigg|_Q $
  • $\displaystyle g_0 = \frac{\partial v_{DS}}{\partial i_D} \Bigg|_Q $
Un amplificatore di tensione è descritto dai parametri Av, Rin, Rout, tutti finiti e non nulli. Se la porta d'uscita è lasciata a vuoto e la porta d'ingresso è chiusa su un bipolo incognito che presenta tensione a vuoto vs:
  • Vout = AvVs indipendentemente dal bipolo in ingresso e da Rout
  • se il bipolo in ingresso è un generatore ideale di tensione, vout = Avvs per qualsiasi valore di Rin ed Rout
  • se Rout = 0, allora vout = Avvs indipendentemente dal bipolo in ingresso
  • non è possibile determinare vout dal momento che la porta d'uscita è a vuoto
In uno stadio amplificatore MOS drain comune, descritto dai parametri Av, Rin e Rout:
  • è sempre Av < 0 (stadio invertente)
  • è sempre |Av| > 1
  • Rout è indipendente dalla transconduttanza gm del transistore MOS
  • l'ingresso è applicato al terminale di gate e l'uscita è prevelata al terminale di source del transistore
Per ricavare il circuito equivalente per il piccolo segnale di un amplificatore:
  • è necessario conoscere il punto di funzionamento a riposo dei dispositivi non lineari
  • i generatori di corrente costanti nel tempo possono essere sostituiti con corto circuiti
  • i condensatori possono essere sempre sostituiti da circuiti aperti
  • è necessario assumere che i segnali applicati siano in banda
In un amplificatore invertente basato su operazionale ideale, il resistore che collega l'uscita con l'ingresso invertente è sostituito da un diodo, con anodo collegato all'ingresso invertente e catodo collegato all'uscita. Per vin > 0 circuito che si ottiene
  • si comporta come amplificatore esponenziale e presenta resistenza d'ingresso infinita
  • si comporta come amplificatore esponenziale e presenta resistenza d'ingresso finita
  • si comporta come amplificatore logaritmico e presenta resistenza d'ingresso infinita
  • si comporta come amplificatore logaritmico e presenta resistenza d'ingresso finita
La transconduttanza di piccolo segnale $\displaystyle g_m $ di un transistore MOS nel punto di lavoro Q è definita come:
  • $\displaystyle g_m = \frac{\partial i_D}{\partial v_{GS}} \Bigg|_Q $
  • $\displaystyle g_m = \frac{\partial i_D}{\partial v_{DS}} \Bigg|_Q $
  • $\displaystyle g_m = \frac{\partial i_G}{\partial v_{GS}} \Bigg|_Q $
  • $\displaystyle g_m = \frac{\partial v_{DS}}{\partial i_D} \Bigg|_Q $
Un amplificatore di tensione è descritto dai parametri Av, Rin, Rout. Collegando l'ingresso ad una data sorgente di segnale, la tensione d'uscita dell'amplificatore a vuoto è una sinusoide a frequenza 100Hz di ampiezza di picco pari a 2V. Con la stessa sorgente in ingresso, collegando una resistenza di carico RL = 1kΩ, la tensione d'uscita è una sinusoide a frequenza 100Hz con ampiezza di picco pari a 1V. Si può concludere che:
  • Rin = 1kΩ
  • La dinamica della tensione d'uscita dell'amplificatore è limitata a ±1V
  • Rout = 1kΩ
  • Rin → ∞ e non si ha effetto di carico in ingresso.
In uno stadio amplificatore drain comune, descritto dai parametri Av, Rin e Rout:
  • è sempre Av < 0 (stadio invertente)
  • Rout è indipendente dalla transconduttanza gm del transistore MOS.
  • l'ingresso è applicato al terminale di source e l'uscita è prevelata al terminale di drain del transistore
  • è sempre |Av| < 1
La banda di un amplificatore destinato ad amplificare un segnale a banda limitata:
  • deve essere la più ampia possibile, per evitare perdita di informazione
  • deve includere la banda del segnale con un certo margine, ma è opportuno che non sia molto più ampia, per evitare di amplificare rumore fuori banda
  • deve essere più ampia della banda del rumore in ingresso, per evitare che il rumore sia distorto.
  • deve essere inclusa nella banda del segnale ed è opportuno che sia decisamente più stretta della banda del segnale, così da non amplificare nè il rumore fuori banda, nè il rumore in banda
La tensione di offset in ingresso (input offset voltage) di un amplificatore operazionale (indicare quale delle seguenti affermazioni è errata)
  • è un parametro particolarmente critico se l'operazionale è utilizzato in un amplificatore di precisione per grandezze continue o variabili lentamente
  • è la tensione che si misura in uscita cortocircuitando gli ingressi non-invertente ed invertente
  • coincide in modulo con la tensione che si misura all'uscita di un operazionale in configurazione voltage follower, per segnale d'ingresso nullo
  • assume valori diversi da esemplare ad esemplare ed i dati di targa ne riportano il valore in modulo nel caso peggiore
In un amplificatore con resistenza d'ingresso finita Rin e resistenza d'uscita Rout, una sorgente di segnale con resistenza interna Rs è collegata alla porta d'ingresso tramite un condensatore di accoppiamento C di valore finito. Ne segue che:
  • il punto di funzionamento a riposo dell'amplificatore non dipende dal valore di Rs
  • l'amplificatore non presenta effetto di carico in ingresso per qualsiasi valore di Rs e di Rin grazie alla presenza del condensatore C
  • il condensatore C non ha in nessun caso effetto sulla banda dell'amplificatore
  • il valore di Rs e di Rin non influisce in nessun caso sulla banda
In un circuito contenente un diodo ideale si è fatta l'ipotesi che il diodo sia OFF. L'ipotesi è verificata se:
  • sostituendo il diodo con un circuito aperto, la corrente che lo attraversa è nulla
  • sostituendo il diodo con un circuito aperto, la tensione tra anodo e catodo è negativa
  • sostituendo il diodo con un corto circuito, la corrente che lo attraversa è nulla
  • sostituendo il diodo con un corto circuito, la tensione ai suoi capi è negativa
In uno stadio amplificatore gate comune, descritto dai parametri Av, Rin e Rout:
  • è sempre Av < 0 (stadio invertente)
  • è sempre |Av| < 1
  • l'ingresso è applicato al terminale di source e l'uscita è prevelata al terminale di drain del transistore
  • la resistenza d'ingresso in continua Rin è infinita
In un amplificatore di tensione con amplificazione di tensione Av ed Rin, Rout prossime all'idealità, detta Pin la potenza di segnale assorbita dalla sorgente e Pout ≠ 0 la potenza di segnale erogata al carico e detta Ap = Pout/Pin l'amplificazione di potenza di segnale:
  • è sempre Ap < 1, per il principio di conservazione dell'energia
  • Ap tende ad infinito in quanto Pin tende a zero
  • Ap tende a zero in quanto Pin tende all'infinito
  • Ap > 1 solo se |Av| > 1
È dato un amplificatore operazionale reale collegato in configurazione voltage follower. Quale delle seguenti affermazioni è falsa?
  • la dinamica del segnale in ingresso deve essere inclusa nella dinamica d'ingresso per il modo comune dell'operazionale
  • collegando l'ingresso non invertente dell'operazionale a 0V, la tensione d'uscita è pari all'input offset voltage dell'operazionale
  • il comportamento del circuito è analogo al collegamento diretto della sorgente di segnale al carico
  • la banda del circuito voltage follower è pari al prodotto banda-guadagno dell'operazionale
Un amplificatore operazionale con prodotto banda-guadagno pari a 1MHz, resistenze d'ingresso e uscita trascurabili (cioè Rin,d → ∞, Rin,cm → ∞, Rout = 0), è utilizzato in un amplificatore di tensione invertente con amplificazione di tensione in banda -9. La banda dell'amplificatore di tensione invertente è pari a:
  • 900Hz
  • 10MHz
  • 100kHz
  • 90kHz
In un circuito contenente un diodo ideale D siè fatta l'ipotesi che il diodo sia in conduzione. L'ipotesi è verificata se:
  • vD < 0
  • vD > 0
  • iD > 0
  • iD < 0
In uno stadio amplificatore MOS source comune, descritto dai parametri Av, Rin e Rout:
  • è sempre Av < 0 (stadio invertente)
  • Rin dipende dalla transconduttanza gm del transistore MOS
  • Rout dipende dalla transconduttanza gm del transistore MOS
  • l'ingresso è applicato al terminale di gate e l'uscita è prevelata al terminale di source del transistore
In un amplificatore differenziale:
  • se il CMRR è infinito, la tensione d'uscita non dipende dalla tensione di modo comune in ingresso
  • se il CMRR è nullo, la tensione d'uscita non dipende dalla tensione di modo comune in ingresso
  • se il CMRR è finito, la tensione d'uscita non dipende dalla tensione di modo comune in ingresso
  • se il CMRR è finito, la tensione d'uscita non dipende dalla tensione di modo differenziale in ingresso
Un amplificatore di transresistenza è ottenuto collegando in cascata un amplificatore di corrente descritto dai parametri $\displaystyle A_{i,1} $, $\displaystyle R_{in,1} $, $\displaystyle R_{out,1} $, (tutti finiti e non nulli) ed un amplificatore di transresistenza descritto dai parametri $\displaystyle R_{m,2} $ finito e non nullo, $\displaystyle R_{in,2} = 0 $, $\displaystyle R_{out,2} = 0 $. La transresisrenza complessiva $\displaystyle R_m $ della cascata dei due stadi è data da
  • $\displaystyle A_{i,1} R_{in,1} $
  • $\displaystyle R_{m,2} $
  • $\displaystyle A_{i,1} R_{m,2} \frac{R_{out,1}}{R_{in,1}+R_{out,1}} $
  • $\displaystyle A_{i,1} R_{m,2} $
In un integratore invertente basato su operazionale ideale (indicare quale delle seguenti affermazioni è errata):
  • è presente un condensatore C collegato tra ingresso invertente ed uscita
  • l'impedenza d'ingresso del circuito è capacitiva ed è pari all'impedenza del condensatore C che compare nella rete di retroazione
  • la resistenza d'uscita in continua è nulla
  • la resistenza d'ingresso vista dalla sorgente in continua è finita e non nulla
In un amplificatore invertente basato su operazionale ideale, il resistore che collega il morsetto invertente all'uscita è sostituito da un diodo, con anodo collegato al morsetto invertente e catodo collegato all'uscita. Per vin > 0 il circuito che si ottiene si comporta come
  • amplificatore esponenziale invertente
  • amplificatore esponenziale non invertente
  • amplificatore logaritmico invertente
  • amplificatore logaritmico non invertente
La transconduttanza di piccolo segnale gm di un transistore nMOS in regione di saturazione può essere espressa in funzione delle grandezze nel punto di lavoro Q come:
  • $\displaystyle g_m = \frac{2I_D}{V_{GS}-V_{TH}} $
  • $\displaystyle g_m = \sqrt{\frac{\beta}{I_D}} $
  • $\displaystyle g_m = \lambda I_D $
  • $\displaystyle g_m = \frac{I_D}{(V_{GS} - V_{TH})^2} $
Un amplificatore differenziale fornisce in uscita una tensione $\displaystyle v_{out} = 200v^+ - 200v^- $. L'amplificazione differenziale dello stadio vale:
  • 23dB
  • 46dB
  • 200dB
  • 26dB
In un comparatore di tensione invertente con isteresi, realizzato a partire da un amplificatore operazionale:
  • il segnale d'ingresso è applicato al morsetto non invertente dell'operazionale
  • il morsetto invertente dell'operazionale è collegato all'uscita
  • la tensione differenziale in ingresso è sempre uguale a zero
  • in condizioni statiche, la tensione d'uscita è sempre VOH o VOL
Un amplificatore di transconduttanza è ottenuto collegando in cascata un amplificatore di tensione descritto dai parametri $\displaystyle A_{v,1} $, $\displaystyle R_{in,1} $, $\displaystyle R_{out,1} $, (tutti finiti e non nulli) ed un amplificatore di transconduttanza descritto dai parametri $\displaystyle G_{m,2} $, $\displaystyle R_{in,2} $, $\displaystyle R_{out,2} $ (tutti finiti e non nulli). La transconduttanza complessiva Gm della cascata dei due stadi è data da
  • $\displaystyle A_{i,1} G_{m,2} $
  • $\displaystyle A_{v,1} G_{m,2} \frac{R_{in,2}}{R_{in,2}+R_{out,1}} $
  • $\displaystyle A_{v,1} G_{m,2} \frac{R_{out,1}}{R_{in,2}+R_{out,1}} $
  • $\displaystyle G_{m,2} $
In un amplificatore di tensione non invertente realizzato utilizzando un amplificatore operazionale con amplificazione differenziale Ad finita, rispetto allo stesso circuito contenente un operazionale ideale:
  • la resistenza d'ingresso è maggiore
  • la resistenza d'uscita è maggiore o uguale
  • la tensione differenziale dell'operazionale è sempre nulla nei due casi
  • l'amplificazione di tensione è sempre pari al guadagno d'anello
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