Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine LED (gelb) mit einer Durchlassspannung von 2,1 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 5 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 10 mA einstellt.

Eine Gleichspannungsquelle mit 5 V ist über den Widerstand R₁ = 2,2 kΩ mit einem Knoten X verbunden. Vom Knoten X zum Minuspol der Quelle gibt es zwei parallele Pfade: den Widerstand R₂ = 10 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.

Ein NPN-Transistor mit β = 50 wird über einen Basiswiderstand R_B = 820 kΩ aus der Versorgung V_CC = 15 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 4,7 kΩ, und der Emitter liegt auf Masse. Nimm V_BE = 0,7 V an und gehe davon aus, dass der Transistor im aktiven Bereich arbeitet. Bestimme die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE.

Ein NPN-Transistor mit β = 75 wird über einen Basiswiderstand R_B = 270 kΩ aus der Versorgung V_CC = 9 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 470 Ω, und der Emitter liegt auf Masse. Nimm V_BE = 0,7 V an und gehe davon aus, dass der Transistor im aktiven Bereich arbeitet. Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA.

Eine Diode wird modelliert als 0,6 V in Reihe mit 5 Ω (sie leitet oberhalb von 0,6 V). Sie liegt in Reihe mit einem Widerstand von 220 Ω an einer Versorgung von 6 V. Bestimme den Arbeitsstrom I_D, bei dem die Diodenkennlinie die Widerstandsgerade schneidet.

Ein 3,3-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 50 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 15 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 2 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand R_max, bei dem sie noch regelt.