Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​6 VR1​ = 680 ΩR2​ = 2,2 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 6 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 = 2,2 kΩ 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 = 6 VR1 = 680 ΩR2 = 2,2 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−9 VR = ?3,2 V15 mA

Eine LED (blau) mit einer Durchlassspannung von 3,2 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 9 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 15 mA einstellt.

Vs = 9 VVF = 3,2 VI = 15 mA
R = Ω
3.Mittel
+−24 VR = ?3 × 3,2 V20 mA

3 LEDs (blau; Durchlassspannung je 3,2 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 24 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 20 mA einstellt.

Vs = 24 VVF = 3,2 Vn = 3I = 20 mA
R = Ω
4.Mittel
RC​ = 1,5 kΩβ = 150IC​ = ?VCC​ = 9 VRB​ = 470 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 150 wird über einen Basiswiderstand RB = 470 kΩ aus der Versorgung VCC = 9 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 den Kollektorstrom IC in mA.

VCC = 9 VRB = 470 kΩRC = 1,5 kΩβ = 150VBE = 0,7 V
IC = mA
5.Schwer
+−≥ 15 VR = ?12 V≤ 25 mA

Ein 12-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 25 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 15 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 = 15 VVZ = 12 VIL,max = 25 mAIZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
+−≤ 28 V220 Ω9,1 V

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 220 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 28 V steigen, und die Last kann abgetrennt werden. Bestimme die größte Leistung PZ,max, die die Z-Diode in Wärme umsetzen muss.

Vin,max = 28 VVZ = 9,1 VR = 220 Ω
PZ,max = mW

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 7,476 mA
  2. 2. R = 386,7 Ω
  3. 3. R = 720 Ω
  4. 4. IC = 2,649 mA
  5. 5. Rmax = 111,1 Ω
  6. 6. PZ,max = 781,8 mW

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