Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine Gleichspannungsquelle mit 6 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 470 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 LED (grün) mit einer Durchlassspannung von 2,2 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 24 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 5 mA einstellt.

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird über einen Basiswiderstand R_B = 560 kΩ aus der Versorgung V_CC = 10 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 3,3 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 die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE.

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 15 V eingestellt: R₁ = 68 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 8,2 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 4,7 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.

Eine Diode wird modelliert als 0,7 V in Reihe mit 25 Ω (sie leitet oberhalb von 0,7 V). Sie liegt in Reihe mit einem Widerstand von 1000 Ω an einer Versorgung von 12 V. Bestimme den Arbeitsstrom I_D, bei dem die Diodenkennlinie die Widerstandsgerade schneidet.

Ein 3,3-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 40 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 12 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 1 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand R_max, bei dem sie noch regelt.