Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​6 VR1​ = 680 ΩR2​ = 1 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 = 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 = 6 VR1 = 680 ΩR2 = 1 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−Vs​5 VR = 1,5 kΩD1​D2​I = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 5 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 1,5 kΩ 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.

Vs = 5 VR = 1,5 kΩVD = 0,7 V
I = mA
3.Mittel
RC​ = 1,2 kΩβ = 80VCC​ = 9 VRB​ = 270 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 80 wird über einen Basiswiderstand RB = 270 kΩ aus der Versorgung VCC = 9 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 1,2 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 = 9 VRB = 270 kΩRC = 1,2 kΩβ = 80VBE = 0,7 V
VCE = V
4.Mittel
RC​ = 1 kΩβ = 100IC​ = ?VCC​ = 10 VRB​ = 560 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird über einen Basiswiderstand RB = 560 kΩ aus der Versorgung VCC = 10 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 1 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 = 10 VRB = 560 kΩRC = 1 kΩβ = 100VBE = 0,7 V
IC = mA
5.Schwer
+−≥ 20 VR = ?5,1 V≤ 20 mA

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 20 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 20 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 = 20 VVZ = 5,1 VIL,max = 20 mAIZ,min = 5 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
RC​ = 470 Ωβ = 150VCC​ = 24 V5 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 150 schaltet einen Lastwiderstand von 470 Ω, der zwischen VCC = 24 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 V über einen Basiswiderstand RB angesteuert. Nimm VBE = 0,7 V und VCE(sat) = 0,2 V an. Lege für sicheres Schalten einen Basisstrom aus, der 2-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 24 VRC = 470 Ωβ = 150Vin = 5 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 2
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 7,094 mA
  2. 2. I = 2,4 mA
  3. 3. VCE = 6,049 V
  4. 4. IC = 1,661 mA
  5. 5. Rmax = 596 Ω
  6. 6. RB = 6,369 kΩ

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