Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine Gleichspannungsquelle mit 15 V ist über den Widerstand R₁ = 330 Ω mit einem Knoten X verbunden. Vom Knoten X zum Minuspol der Quelle gibt es zwei parallele Pfade: den Widerstand R₂ = 1,5 kΩ und eine Siliziumdiode mit der Anode an X. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V. Bestimme den Diodenstrom I_D in mA.

Eine Gleichspannungsquelle mit 24 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 330 Ω in Reihe mit zwei in Durchlassrichtung gepolten Siliziumdioden. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V pro leitender Diode. Bestimme den Strom I in mA.

2 LEDs (rot; Durchlassspannung je 2 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 9 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 15 mA einstellt.

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 20 V eingestellt: R₁ = 56 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 15 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 3,3 kΩ und der Emitterwiderstand R_E = 1 kΩ. Nimm V_BE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE.

Ein NPN-Transistor mit β = 200 schaltet einen Lastwiderstand von 100 Ω, der zwischen V_CC = 5 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 V über einen Basiswiderstand R_B = 1 kΩ angesteuert. Nimm V_BE = 0,7 V und V_CE(sat) = 0,2 V an. Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA, wenn der Eingang auf High liegt. Entscheide zuerst, ob der Transistor gesättigt ist.

Ein 3,3-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 30 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 24 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 5 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand R_max, bei dem sie noch regelt.