Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​12 VR = 4,7 kΩD1​D2​I = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 12 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 4,7 kΩ in Reihe mit zwei in Durchlassrichtung gepolten Siliziumdioden. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V pro leitender Diode. Bestimme den Strom I in mA.

Vs = 12 VR = 4,7 kΩVD = 0,7 V
I = mA
2.Leicht
+−Vs​9 VR1​ = 330 ΩR2​ = 1 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 9 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 = 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 = 9 VR1 = 330 ΩR2 = 1 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
3.Mittel
+−15 V330 Ω5,1 V1000 ΩIZ​ = ?

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler wird aus 15 V über 330 Ω gespeist und versorgt eine Last von 1000 Ω. Bestimme den Zenerstrom IZ.

Vin = 15 VVZ = 5,1 VR = 330 ΩRL = 1000 Ω
IZ = mA
4.Mittel
+−24 VR = ?2 × 2,2 V5 mA

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

Vs = 24 VVF = 2,2 Vn = 2I = 5 mA
R = Ω
5.Schwer
+−≥ 15 VR = ?9,1 V≤ 10 mA

Ein 9,1-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 10 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 15 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 5 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand Rmax, bei dem sie noch regelt.

Vin,min = 15 VVZ = 9,1 VIL,max = 10 mAIZ,min = 5 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
RC​ = 100 Ωβ = 150VCC​ = 24 V5 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 150 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. Bestimme den größten Basiswiderstand RB in kΩ, der den Transistor gerade noch in die Sättigung steuert.

VCC = 24 VRC = 100 Ωβ = 150Vin = 5 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 V
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. I = 2,255 mA
  2. 2. ID = 24,45 mA
  3. 3. IZ = 24,9 mA
  4. 4. R = 3920 Ω
  5. 5. Rmax = 393,3 Ω
  6. 6. RB = 2,71 kΩ

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