Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 V150 Ω5,6 VIR​ = ?

Eine 5,6-V-Z-Diode wird aus 15 V über einen Widerstand von 150 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom IR im Widerstand.

Vin = 15 VVZ = 5,6 VR = 150 Ω
IR = mA
2.Leicht
+−Vs​10 VR1​ = 470 ΩR2​ = 1 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 10 V ist über den Widerstand R₁ = 470 Ω mit einem Knoten X verbunden. Vom Knoten X zum Minuspol der Quelle gibt es zwei parallele Pfade: den Widerstand R₂ = 1 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 = 10 VR1 = 470 ΩR2 = 1 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
3.Mittel
RC​ = 2,7 kΩβ = 120VCC​ = 10 VRB​ = 560 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird über einen Basiswiderstand RB = 560 kΩ aus der Versorgung VCC = 10 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 2,7 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 die Kollektor-Emitter-Spannung VCE.

VCC = 10 VRB = 560 kΩRC = 2,7 kΩβ = 120VBE = 0,7 V
VCE = V
4.Mittel
+−24 V220 Ω9,1 V1000 ΩIZ​ = ?

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler wird aus 24 V über 220 Ω gespeist und versorgt eine Last von 1000 Ω. Bestimme den Zenerstrom IZ.

Vin = 24 VVZ = 9,1 VR = 220 ΩRL = 1000 Ω
IZ = mA
5.Schwer
+−≥ 24 VR = ?5,1 V≤ 50 mA

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 50 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 24 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 1 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand Rmax, bei dem sie noch regelt.

Vin,min = 24 VVZ = 5,1 VIL,max = 50 mAIZ,min = 1 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
+−≤ 28 V220 Ω12 V

Ein 12-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 = 12 VR = 220 Ω
PZ,max = mW

Lösungsschlüssel

  1. 1. IR = 62,67 mA
  2. 2. ID = 19,09 mA
  3. 3. VCE = 4,619 V
  4. 4. IZ = 58,63 mA
  5. 5. Rmax = 370,6 Ω
  6. 6. PZ,max = 872,7 mW

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