Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​9 VR1​ = 470 ΩR2​ = 10 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 9 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 = 10 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 = 470 ΩR2 = 10 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−12 VR = ?2,1 V5 mA

Eine LED (gelb) mit einer Durchlassspannung von 2,1 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 12 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 5 mA einstellt.

Vs = 12 VVF = 2,1 VI = 5 mA
R = Ω
3.Mittel
+−20 V330 Ω5,1 V3300 ΩIZ​ = ?

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler wird aus 20 V über 330 Ω gespeist und versorgt eine Last von 3300 Ω. Bestimme den Zenerstrom IZ.

Vin = 20 VVZ = 5,1 VR = 330 ΩRL = 3300 Ω
IZ = mA
4.Mittel
RC​ = 1,2 kΩβ = 80VCC​ = 10 VRB​ = 330 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 80 wird über einen Basiswiderstand RB = 330 kΩ aus der Versorgung VCC = 10 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 = 10 VRB = 330 kΩRC = 1,2 kΩβ = 80VBE = 0,7 V
VCE = V
5.Schwer
RC​ = 680 Ωβ = 200VCC​ = 24 V3,3 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 200 schaltet einen Lastwiderstand von 680 Ω, der zwischen VCC = 24 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 3,3 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 10-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 24 VRC = 680 Ωβ = 200Vin = 3,3 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 10
RB = kΩ
6.Schwer
RC​ = 220 Ωβ = 100VCC​ = 5 V5 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 100 schaltet einen Lastwiderstand von 220 Ω, der zwischen VCC = 5 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 10-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 5 VRC = 220 Ωβ = 100Vin = 5 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 10
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 17,59 mA
  2. 2. R = 1980 Ω
  3. 3. IZ = 43,61 mA
  4. 4. VCE = 7,295 V
  5. 5. RB = 1,486 kΩ
  6. 6. RB = 1,971 kΩ

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