Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine Gleichspannungsquelle mit 9 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 = 680 Ω 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.

Eine LED (weiß) mit einer Durchlassspannung von 3 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 12 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 10 mA einstellt.

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 12 V eingestellt: R₁ = 68 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 22 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 5,6 kΩ und der Emitterwiderstand R_E = 2,2 kΩ. Nimm V_BE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA.

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 15 V eingestellt: R₁ = 56 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 10 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 2,7 kΩ und der Emitterwiderstand R_E = 1,2 kΩ. Nimm V_BE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA.

Ein NPN-Transistor mit β = 100 schaltet einen Lastwiderstand von 680 Ω, der zwischen V_CC = 9 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 V über einen Basiswiderstand R_B angesteuert. Nimm V_BE = 0,7 V und V_CE(sat) = 0,2 V an. Lege für sicheres Schalten einen Basisstrom aus, der 5-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme R_B in kΩ.

Ein NPN-Transistor mit β = 50 schaltet einen Lastwiderstand von 330 Ω, der zwischen V_CC = 12 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 V über einen Basiswiderstand R_B = 2,2 kΩ angesteuert. Nimm V_BE = 0,7 V und V_CE(sat) = 0,2 V an. Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA, wenn der Eingang auf High liegt. Entscheide zuerst, ob der Transistor gesättigt ist.