Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​9 VR1​ = 1 kΩR2​ = 3,3 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 9 V ist über den Widerstand R₁ = 1 kΩ mit einem Knoten X verbunden. Vom Knoten X zum Minuspol der Quelle gibt es zwei parallele Pfade: den Widerstand R₂ = 3,3 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 = 9 VR1 = 1 kΩR2 = 3,3 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−Vs​6 VR = 3,3 kΩD​I = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 6 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 3,3 kΩ in Reihe mit einer in Durchlassrichtung gepolten Siliziumdiode. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V pro leitender Diode. Bestimme den Strom I in mA.

Vs = 6 VR = 3,3 kΩVD = 0,7 V
I = mA
3.Mittel
+−5 VR = ?2 × 2 V15 mA

2 LEDs (rot; Durchlassspannung je 2 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 5 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 15 mA einstellt.

Vs = 5 VVF = 2 Vn = 2I = 15 mA
R = Ω
4.Mittel
RC​ = 1,5 kΩβ = 100IC​ = ?VCC​ = 9 VRB​ = 680 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird über einen Basiswiderstand RB = 680 kΩ aus der Versorgung VCC = 9 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 = 9 VRB = 680 kΩRC = 1,5 kΩβ = 100VBE = 0,7 V
IC = mA
5.Schwer
RC​ = 100 Ωβ = 80VCC​ = 24 V5 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 80 schaltet einen Lastwiderstand von 100 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 3-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 24 VRC = 100 Ωβ = 80Vin = 5 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 3
RB = kΩ
6.Schwer
+−≤ 27 V680 Ω9,1 V

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 680 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 27 V steigen, und die Last kann abgetrennt werden. Bestimme die größte Leistung PZ,max, die die Z-Diode in Wärme umsetzen muss.

Vin,max = 27 VVZ = 9,1 VR = 680 Ω
PZ,max = mW

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 8,088 mA
  2. 2. I = 1,606 mA
  3. 3. R = 66,67 Ω
  4. 4. IC = 1,221 mA
  5. 5. RB = 0,4818 kΩ
  6. 6. PZ,max = 239,5 mW

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