Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−5 VR = ?3 V5 mA

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

Vs = 5 VVF = 3 VI = 5 mA
R = Ω
2.Leicht
+−18 V220 Ω5,1 VIR​ = ?

Eine 5,1-V-Z-Diode wird aus 18 V über einen Widerstand von 220 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom IR im Widerstand.

Vin = 18 VVZ = 5,1 VR = 220 Ω
IR = mA
3.Mittel
RC​ = 5,6 kΩβ = 100RE​ = 2,2 kΩVCC​ = 18 VR1​ = 82 kΩR2​ = 12 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird mit einem Spannungsteiler an VCC = 18 V eingestellt: R₁ = 82 kΩ von VCC zur Basis und R₂ = 12 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist RC = 5,6 kΩ und der Emitterwiderstand RE = 2,2 kΩ. Nimm VBE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme die Kollektor-Emitter-Spannung VCE.

VCC = 18 VR1 = 82 kΩR2 = 12 kΩRC = 5,6 kΩRE = 2,2 kΩβ = 100
VCE = V
4.Mittel
RC​ = 1,5 kΩβ = 50IC​ = ?VCC​ = 15 VRB​ = 1000 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 50 wird über einen Basiswiderstand RB = 1000 kΩ aus der Versorgung VCC = 15 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 = 15 VRB = 1000 kΩRC = 1,5 kΩβ = 50VBE = 0,7 V
IC = mA
5.Schwer
+−≥ 15 VR = ?5,1 V≤ 30 mA

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 30 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 = 5,1 VIL,max = 30 mAIZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
+−≥ 9 VR = ?3,3 V≤ 40 mA

Ein 3,3-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 40 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 9 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 5 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand Rmax, bei dem sie noch regelt.

Vin,min = 9 VVZ = 3,3 VIL,max = 40 mAIZ,min = 5 mA
Rmax = Ω

Lösungsschlüssel

  1. 1. R = 400 Ω
  2. 2. IR = 58,64 mA
  3. 3. VCE = 12,63 V
  4. 4. IC = 0,715 mA
  5. 5. Rmax = 309,4 Ω
  6. 6. Rmax = 126,7 Ω

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