Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​5 VR1​ = 1 kΩR2​ = 10 kΩID​ = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 5 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 = 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 = 1 kΩR2 = 10 kΩVD = 0,7 V
ID = mA
2.Leicht
+−Vs​5 VR = 470 ΩD​I = ?

Eine Gleichspannungsquelle mit 5 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 470 Ω in Reihe mit einer in Durchlassrichtung gepolten Siliziumdiode. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V pro leitender Diode. Bestimme den Strom I in mA.

Vs = 5 VR = 470 ΩVD = 0,7 V
I = mA
3.Mittel
RC​ = 4,7 kΩβ = 120VCC​ = 9 VRB​ = 1000 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 120 wird über einen Basiswiderstand RB = 1000 kΩ aus der Versorgung VCC = 9 V eingestellt. Der Kollektorwiderstand ist RC = 4,7 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 = 9 VRB = 1000 kΩRC = 4,7 kΩβ = 120VBE = 0,7 V
VCE = V
4.Mittel
+−24 V470 Ω6,2 V680 ΩIZ​ = ?

Ein 6,2-V-Z-Dioden-Regler wird aus 24 V über 470 Ω gespeist und versorgt eine Last von 680 Ω. Bestimme den Zenerstrom IZ.

Vin = 24 VVZ = 6,2 VR = 470 ΩRL = 680 Ω
IZ = mA
5.Schwer
RC​ = 150 Ωβ = 100IC​ = ?VCC​ = 24 V3,3 VRB​ = 22 kΩ

Ein NPN-Transistor mit β = 100 schaltet einen Lastwiderstand von 150 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 = 22 kΩ angesteuert. Nimm VBE = 0,7 V und VCE(sat) = 0,2 V an. Bestimme den Kollektorstrom IC in mA, wenn der Eingang auf High liegt. Entscheide zuerst, ob der Transistor gesättigt ist.

VCC = 24 VRC = 150 Ωβ = 100Vin = 3,3 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 VRB = 22 kΩ
IC = mA
6.Schwer
+−≥ 20 VR = ?3,3 V≤ 50 mA

Ein 3,3-V-Z-Dioden-Regler muss einer Last bis zu 50 mA liefern. Die Eingangsspannung kann auf 20 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 = 20 VVZ = 3,3 VIL,max = 50 mAIZ,min = 5 mA
Rmax = Ω

Lösungsschlüssel

  1. 1. ID = 4,23 mA
  2. 2. I = 9,149 mA
  3. 3. VCE = 4,319 V
  4. 4. IZ = 28,75 mA
  5. 5. IC = 11,82 mA
  6. 6. Rmax = 303,6 Ω

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