Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−9 VR = ?3 V5 mA

Eine LED (weiß) mit einer Durchlassspannung von 3 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 9 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 5 mA einstellt.

Vs = 9 VVF = 3 VI = 5 mA
R = Ω
2.Leicht
+−20 V330 Ω3,3 VIR​ = ?

Eine 3,3-V-Z-Diode wird aus 20 V über einen Widerstand von 330 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom IR im Widerstand.

Vin = 20 VVZ = 3,3 VR = 330 Ω
IR = mA
3.Mittel
+−24 V100 Ω6,2 V1500 ΩIZ​ = ?

Ein 6,2-V-Z-Dioden-Regler wird aus 24 V über 100 Ω gespeist und versorgt eine Last von 1500 Ω. Bestimme den Zenerstrom IZ.

Vin = 24 VVZ = 6,2 VR = 100 ΩRL = 1500 Ω
IZ = mA
4.Mittel
RC​ = 4,7 kΩβ = 120IC​ = ?RE​ = 1 kΩVCC​ = 20 VR1​ = 100 kΩR2​ = 15 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird mit einem Spannungsteiler an VCC = 20 V eingestellt: R₁ = 100 kΩ von VCC zur Basis und R₂ = 15 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist RC = 4,7 kΩ und der Emitterwiderstand RE = 1 kΩ. Nimm VBE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme den Kollektorstrom IC in mA.

VCC = 20 VR1 = 100 kΩR2 = 15 kΩRC = 4,7 kΩRE = 1 kΩβ = 120
IC = mA
5.Schwer
V (V)I (mA)0,6320Q = ?

Eine Diode wird modelliert als 0,6 V in Reihe mit 20 Ω (sie leitet oberhalb von 0,6 V). Sie liegt in Reihe mit einem Widerstand von 150 Ω an einer Versorgung von 3 V. Bestimme den Arbeitsstrom ID, bei dem die Diodenkennlinie die Widerstandsgerade schneidet.

Vs = 3 VR = 150 ΩV0 = 0,6 Vrd = 20 Ω
ID = mA
6.Schwer
+−≥ 12 VR = ?9,1 V≤ 25 mA

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 25 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 12 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 2 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand Rmax, bei dem sie noch regelt.

Vin,min = 12 VVZ = 9,1 VIL,max = 25 mAIZ,min = 2 mA
Rmax = Ω

Lösungsschlüssel

  1. 1. R = 1200 Ω
  2. 2. IR = 50,61 mA
  3. 3. IZ = 173,9 mA
  4. 4. IC = 1,709 mA
  5. 5. ID = 14,12 mA
  6. 6. Rmax = 107,4 Ω

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