Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine 5,1-V-Z-Diode wird aus 18 V über einen Widerstand von 330 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom I_R im Widerstand.

Eine Gleichspannungsquelle mit 12 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 = 3,3 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 = 100 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 12 V eingestellt: R₁ = 39 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 12 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 3,3 kΩ und der Emitterwiderstand R_E = 2,2 kΩ. Nimm V_BE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE.

4 LEDs (gelb; Durchlassspannung je 2,1 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 12 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 25 mA einstellt.

Ein 5,6-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 220 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 13 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 = 100 schaltet einen Lastwiderstand von 220 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.