Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine Gleichspannungsquelle mit 5 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 2,2 kΩ 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.

Eine Gleichspannungsquelle mit 15 V ist über den Widerstand R₁ = 1 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 I_D in mA.

Ein NPN-Transistor mit β = 150 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 12 V eingestellt: R₁ = 82 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 22 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 1,5 kΩ und der Emitterwiderstand R_E = 1,2 kΩ. Nimm V_BE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA.

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler wird aus 18 V über 270 Ω gespeist und versorgt eine Last von 680 Ω. Bestimme den Zenerstrom I_Z.

Ein 5,6-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 680 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 17 V steigen, und die Last kann abgetrennt werden. Bestimme die größte Leistung P_Z,max, die die Z-Diode in Wärme umsetzen muss.

Ein NPN-Transistor mit β = 150 schaltet einen Lastwiderstand von 100 Ω, der zwischen V_CC = 12 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 V über einen Basiswiderstand R_B angesteuert. Nimm V_BE = 0,7 V und V_CE(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 R_B in kΩ.