Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−5 VR = ?3 V20 mA

Eine LED (weiß) mit einer Durchlassspannung von 3 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 5 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 20 mA einstellt.

Vs = 5 VVF = 3 VI = 20 mA
R = Ω
2.Leicht
+−24 VR = ?3 V15 mA

Eine LED (weiß) mit einer Durchlassspannung von 3 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 24 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 15 mA einstellt.

Vs = 24 VVF = 3 VI = 15 mA
R = Ω
3.Mittel
+−24 VR = ?2 × 3 V25 mA

2 LEDs (weiß; Durchlassspannung je 3 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 24 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 25 mA einstellt.

Vs = 24 VVF = 3 Vn = 2I = 25 mA
R = Ω
4.Mittel
+−12 VR = ?3 × 3,2 V25 mA

3 LEDs (blau; Durchlassspannung je 3,2 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 12 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 25 mA einstellt.

Vs = 12 VVF = 3,2 Vn = 3I = 25 mA
R = Ω
5.Schwer
+−≥ 12 VR = ?5,1 V≤ 20 mA

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 20 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 12 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 1 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand Rmax, bei dem sie noch regelt.

Vin,min = 12 VVZ = 5,1 VIL,max = 20 mAIZ,min = 1 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
RC​ = 680 Ωβ = 200VCC​ = 12 V5 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 200 schaltet einen Lastwiderstand von 680 Ω, der zwischen VCC = 12 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 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 5-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 12 VRC = 680 Ωβ = 200Vin = 5 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 5
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. R = 100 Ω
  2. 2. R = 1400 Ω
  3. 3. R = 720 Ω
  4. 4. R = 96 Ω
  5. 5. Rmax = 328,6 Ω
  6. 6. RB = 9,912 kΩ

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