Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​15 VR1​ = 680 ΩR2​ = 4,7 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 15 V ist über den Widerstand R₁ = 680 Ω mit einem Knoten X verbunden. Vom Knoten X zum Minuspol der Quelle gibt es zwei parallele Pfade: den Widerstand R₂ = 4,7 kΩ und eine Siliziumdiode mit der Anode an X. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V. Bestimme den Diodenstrom ID in mA.

Vs = 15 VR1 = 680 ΩR2 = 4,7 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−5 VR = ?2,2 V15 mA

Eine LED (grün) mit einer Durchlassspannung von 2,2 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 5 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 15 mA einstellt.

Vs = 5 VVF = 2,2 VI = 15 mA
R = Ω
3.Mittel
RC​ = 1,2 kΩβ = 100IC​ = ?VCC​ = 15 VRB​ = 390 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird über einen Basiswiderstand RB = 390 kΩ aus der Versorgung VCC = 15 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 1,2 kΩ, und der Emitter liegt auf Masse. Nimm VBE = 0,7 V an und gehe davon aus, dass der Transistor im aktiven Bereich arbeitet. Bestimme den Kollektorstrom IC in mA.

VCC = 15 VRB = 390 kΩRC = 1,2 kΩβ = 100VBE = 0,7 V
IC = mA
4.Mittel
+−12 VR = ?2 × 2 V20 mA

2 LEDs (rot; Durchlassspannung je 2 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 12 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 20 mA einstellt.

Vs = 12 VVF = 2 Vn = 2I = 20 mA
R = Ω
5.Schwer
+−≤ 26 V470 Ω6,2 V

Ein 6,2-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 470 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 26 V steigen, und die Last kann abgetrennt werden. Bestimme die größte Leistung PZ,max, die die Z-Diode in Wärme umsetzen muss.

Vin,max = 26 VVZ = 6,2 VR = 470 Ω
PZ,max = mW
6.Schwer
RC​ = 150 Ωβ = 80VCC​ = 24 V3,3 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 80 schaltet einen Lastwiderstand von 150 Ω, der zwischen VCC = 24 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 3,3 V über einen Basiswiderstand RB angesteuert. Nimm VBE = 0,7 V und VCE(sat) = 0,2 V an. Lege für sicheres Schalten einen Basisstrom aus, der 3-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 24 VRC = 150 Ωβ = 80Vin = 3,3 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 3
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 20,88 mA
  2. 2. R = 186,7 Ω
  3. 3. IC = 3,667 mA
  4. 4. R = 400 Ω
  5. 5. PZ,max = 261,2 mW
  6. 6. RB = 0,437 kΩ

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