Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−18 V100 Ω12 VIR​ = ?

Eine 12-V-Z-Diode wird aus 18 V über einen Widerstand von 100 Ω gespeist, ohne angeschlossene Last. Bestimme den Strom IR im Widerstand.

Vin = 18 VVZ = 12 VR = 100 Ω
IR = mA
2.Leicht
+−Vs​15 VR = 680 ΩD1​D2​I = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 15 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 680 Ω 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 = 15 VR = 680 ΩVD = 0,7 V
I = mA
3.Mittel
RC​ = 1,2 kΩβ = 150VCC​ = 10 VRB​ = 680 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 150 wird über einen Basiswiderstand RB = 680 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 = 680 kΩRC = 1,2 kΩβ = 150VBE = 0,7 V
VCE = V
4.Mittel
+−12 V100 Ω5,1 V2200 ΩIZ​ = ?

Ein 5,1-V-Z-Dioden-Regler wird aus 12 V über 100 Ω gespeist und versorgt eine Last von 2200 Ω. Bestimme den Zenerstrom IZ.

Vin = 12 VVZ = 5,1 VR = 100 ΩRL = 2200 Ω
IZ = mA
5.Schwer
+−≥ 18 VR = ?3,3 V≤ 40 mA

Ein 3,3-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 40 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 18 V fallen, und die Z-Diode braucht mindestens 2 mA, um zu regeln. Bestimme den größten Vorwiderstand Rmax, bei dem sie noch regelt.

Vin,min = 18 VVZ = 3,3 VIL,max = 40 mAIZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
6.Schwer
RC​ = 220 Ωβ = 150VCC​ = 9 V3,3 VRB​ = ?

Ein NPN-Transistor mit β = 150 schaltet einen Lastwiderstand von 220 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 = 220 Ωβ = 150Vin = 3,3 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VÜbersteuerungsfaktor = 3
RB = kΩ

Lösungsschlüssel

  1. 1. IR = 60 mA
  2. 2. I = 20 mA
  3. 3. VCE = 7,538 V
  4. 4. IZ = 66,68 mA
  5. 5. Rmax = 350 Ω
  6. 6. RB = 3,25 kΩ

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