Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

Eine LED (gelb) mit einer Durchlassspannung von 2,1 V wird über einen Vorwiderstand aus einer Versorgung von 9 V betrieben. Bestimme den Widerstand R, der den LED-Strom auf 15 mA einstellt.

Eine 6,2-V-Z-Diode wird aus 15 V über einen Widerstand von 470 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom I_R im Widerstand.

2 LEDs (blau; Durchlassspannung je 3,2 V) liegen in Reihe mit einem Widerstand an einer Versorgung von 24 V. Bestimme den Widerstand R, der den Strom auf 5 mA einstellt.

Ein NPN-Transistor mit β = 200 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 18 V eingestellt: R₁ = 68 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 8,2 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 5,6 kΩ und der Emitterwiderstand R_E = 680 Ω. Nimm V_BE = 0,7 V an und verwende das Thévenin-Ersatzschaltbild des Teilers (vernachlässige den Basisstrom nicht). Bestimme die Kollektor-Emitter-Spannung V_CE.

Ein 12-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 10 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 20 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 1 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand R_max, bei dem sie noch regelt.

Ein NPN-Transistor mit β = 150 schaltet einen Lastwiderstand von 470 Ω, der zwischen V_CC = 5 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 3,3 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 2-mal so groß ist wie das für die Sättigung nötige Minimum. Bestimme R_B in kΩ.