Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​10 VR1​ = 1 kΩR2​ = 1 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 10 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 = 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 = 10 VR1 = 1 kΩR2 = 1 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−Vs​5 VR1​ = 330 ΩR2​ = 10 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 5 V ist über den Widerstand R₁ = 330 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 = 5 VR1 = 330 ΩR2 = 10 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
3.Mittel
RC​ = 1,2 kΩβ = 120VCC​ = 15 VRB​ = 390 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird über einen Basiswiderstand RB = 390 kΩ aus der Versorgung VCC = 15 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 = 15 VRB = 390 kΩRC = 1,2 kΩβ = 120VBE = 0,7 V
VCE = V
4.Mittel
+−24 VR = ?4 × 3 V25 mA

4 LEDs (weiß; Durchlassspannung je 3 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 24 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 25 mA einstellt.

Vs = 24 VVF = 3 Vn = 4I = 25 mA
R = Ω
5.Schwer
+−≤ 11 V270 Ω5,1 V

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler hat einen Vorwiderstand von 270 Ω. Die Eingangsspannung kann auf 11 V steigen, und die Last kann abgetrennt werden. Bestimme die größte Leistung PZ,max, die die Z-Diode in Wärme umsetzen muss.

Vin,max = 11 VVZ = 5,1 VR = 270 Ω
PZ,max = mW
6.Schwer
RC​ = 470 Ωβ = 150VCC​ = 9 V3,3 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 150 schaltet einen Lastwiderstand von 470 Ω, der zwischen VCC = 9 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 3-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme RB in kΩ.

VCC = 9 VRC = 470 Ωβ = 150Vin = 3,3 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 3
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 8,6 mA
  2. 2. ID = 12,96 mA
  3. 3. VCE = 9,72 V
  4. 4. R = 480 Ω
  5. 5. PZ,max = 111,4 mW
  6. 6. RB = 6,943 kΩ

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