Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​15 VR = 220 ΩD​I = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 15 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 220 Ω in Reihe mit einer in Durchlassrichtung gepolten Siliziumdiode. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V pro leitender Diode. Bestimme den Strom I in mA.

Vs = 15 VR = 220 ΩVD = 0,7 V
I = mA
2.Leicht
+−5 VR = ?3,2 V10 mA

Eine LED (blau) mit einer Durchlassspannung von 3,2 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 5 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 10 mA einstellt.

Vs = 5 VVF = 3,2 VI = 10 mA
R = Ω
3.Mittel
+−24 VR = ?2 × 3 V15 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 15 mA einstellt.

Vs = 24 VVF = 3 Vn = 2I = 15 mA
R = Ω
4.Mittel
RC​ = 2,2 kΩβ = 100VCC​ = 10 VRB​ = 820 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird über einen Basiswiderstand RB = 820 kΩ aus der Versorgung VCC = 10 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 2,2 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 die Kollektor-Emitter-Spannung VCE.

VCC = 10 VRB = 820 kΩRC = 2,2 kΩβ = 100VBE = 0,7 V
VCE = V
5.Schwer
+−≤ 28 V680 Ω12 V

Ein 12-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 680 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 28 V steigen, und die Last kann abgetrennt werden. Bestimme die größte Leistung PZ,max, die die Z-Diode in Wärme umsetzen muss.

Vin,max = 28 VVZ = 12 VR = 680 Ω
PZ,max = mW
6.Schwer
RC​ = 220 Ωβ = 50VCC​ = 24 V3,3 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 50 schaltet einen Lastwiderstand von 220 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 4-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 24 VRC = 220 Ωβ = 50Vin = 3,3 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 4
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. I = 65 mA
  2. 2. R = 180 Ω
  3. 3. R = 1200 Ω
  4. 4. VCE = 7,505 V
  5. 5. PZ,max = 282,4 mW
  6. 6. RB = 0,3004 kΩ

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