Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−12 V150 Ω6,2 VIR​ = ?

Eine 6,2-V-Z-Diode wird aus 12 V über einen Widerstand von 150 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom IR im Widerstand.

Vin = 12 VVZ = 6,2 VR = 150 Ω
IR = mA
2.Leicht
+−24 VR = ?3,2 V5 mA

Eine LED (blau) mit einer Durchlassspannung von 3,2 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 24 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 5 mA einstellt.

Vs = 24 VVF = 3,2 VI = 5 mA
R = Ω
3.Mittel
RC​ = 2,7 kΩβ = 80VCC​ = 10 VRB​ = 560 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 80 wird über einen Basiswiderstand RB = 560 kΩ aus der Versorgung VCC = 10 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 2,7 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 die Kollektor-Emitter-Spannung VCE.

VCC = 10 VRB = 560 kΩRC = 2,7 kΩβ = 80VBE = 0,7 V
VCE = V
4.Mittel
+−12 VR = ?4 × 2,1 V5 mA

4 LEDs (gelb; Durchlassspannung je 2,1 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 12 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 5 mA einstellt.

Vs = 12 VVF = 2,1 Vn = 4I = 5 mA
R = Ω
5.Schwer
+−≥ 24 VR = ?5,1 V≤ 25 mA

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 25 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 24 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 2 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand Rmax, bei dem sie noch regelt.

Vin,min = 24 VVZ = 5,1 VIL,max = 25 mAIZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
+−≤ 24 V220 Ω9,1 V

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 220 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 24 V steigen, und die Last kann abgetrennt werden. Bestimme die größte Leistung PZ,max, die die Z-Diode in Wärme umsetzen muss.

Vin,max = 24 VVZ = 9,1 VR = 220 Ω
PZ,max = mW

Lösungsschlüssel

  1. 1. IR = 38,67 mA
  2. 2. R = 4160 Ω
  3. 3. VCE = 6,413 V
  4. 4. R = 720 Ω
  5. 5. Rmax = 700 Ω
  6. 6. PZ,max = 616,3 mW

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