Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine Gleichspannungsquelle mit 12 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 680 Ω 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 5 V ist über den Widerstand R₁ = 680 Ω mit einem Knoten X verbunden. Vom Knoten X zum Minuspol der Quelle gibt es zwei parallele Pfade: den Widerstand R₂ = 1,5 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 = 200 wird über einen Basiswiderstand R_B = 220 kΩ aus der Versorgung V_CC = 10 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 1 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 den Kollektorstrom I_C in mA.

Ein NPN-Transistor mit β = 80 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 18 V eingestellt: R₁ = 47 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 4,7 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 1 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 NPN-Transistor mit β = 50 schaltet einen Lastwiderstand von 1 kΩ, der zwischen V_CC = 9 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 V über einen Basiswiderstand R_B = 33 kΩ angesteuert. Nimm V_BE = 0,7 V und V_CE(sat) = 0,2 V an. Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA, wenn der Eingang auf High liegt. Entscheide zuerst, ob der Transistor gesättigt ist.

Ein 12-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 40 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 18 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 1 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand R_max, bei dem sie noch regelt.