Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine 5,6-V-Z-Diode wird aus 9 V über einen Widerstand von 150 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom I_R im Widerstand.

Eine Gleichspannungsquelle mit 9 V ist über den Widerstand R₁ = 1,5 kΩ 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 I_D in mA.

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 18 V eingestellt: R₁ = 22 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 = 470 Ω. 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 (grün; Durchlassspannung je 2,2 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 24 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 5 mA einstellt.

Ein NPN-Transistor mit β = 100 schaltet einen Lastwiderstand von 330 Ω, der zwischen V_CC = 24 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 3,3 V über einen Basiswiderstand R_B angesteuert. Nimm V_BE = 0,7 V und V_CE(sat) = 0,2 V an. Bestimme den größten Basiswiderstand R_B in kΩ, der den Transistor gerade noch in die Sättigung steuert.

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 30 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 20 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 2 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand R_max, bei dem sie noch regelt.