Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​12 VR1​ = 1,5 kΩR2​ = 680 ΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 12 V ist über den Widerstand R₁ = 1,5 kΩ mit einem Knoten X verbunden. Vom Knoten X zum Minuspol der Quelle gibt es zwei parallele Pfade: den Widerstand R₂ = 680 Ω und eine Siliziumdiode mit der Anode an X. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V. Bestimme den Diodenstrom ID in mA.

Vs = 12 VR1 = 1,5 kΩR2 = 680 ΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−5 VR = ?2,1 V20 mA

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 20 mA einstellt.

Vs = 5 VVF = 2,1 VI = 20 mA
R = Ω
3.Mittel
RC​ = 4,7 kΩβ = 80IC​ = ?VCC​ = 15 VRB​ = 1000 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 80 wird über einen Basiswiderstand RB = 1000 kΩ aus der Versorgung VCC = 15 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 4,7 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 den Kollektorstrom IC in mA.

VCC = 15 VRB = 1000 kΩRC = 4,7 kΩβ = 80VBE = 0,7 V
IC = mA
4.Mittel
RC​ = 1,5 kΩβ = 75VCC​ = 12 VRB​ = 560 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 75 wird über einen Basiswiderstand RB = 560 kΩ aus der Versorgung VCC = 12 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 1,5 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 = 12 VRB = 560 kΩRC = 1,5 kΩβ = 75VBE = 0,7 V
VCE = V
5.Schwer
+−≥ 18 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 18 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 = 18 VVZ = 5,1 VIL,max = 25 mAIZ,min = 1 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
RC​ = 150 Ωβ = 200VCC​ = 9 V5 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 200 schaltet einen Lastwiderstand von 150 Ω, der zwischen VCC = 9 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 2-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 9 VRC = 150 Ωβ = 200Vin = 5 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 2
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 6,504 mA
  2. 2. R = 145 Ω
  3. 3. IC = 1,144 mA
  4. 4. VCE = 9,73 V
  5. 5. Rmax = 496,2 Ω
  6. 6. RB = 7,33 kΩ

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