Arbeitsblatt Dioden und Transistoren mit Lösungen

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 = 3,3 kΩ und eine Siliziumdiode mit der Anode an X. Verwende das Modell mit konstantem Spannungsabfall von 0,7 V. Bestimme den Diodenstrom I_D in mA.

Eine Gleichspannungsquelle mit 12 V treibt einen Strom durch einen Widerstand von 2,2 kΩ 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.

Ein 3,3-V-Z-Dioden-Regler wird aus 15 V über 100 Ω gespeist und versorgt eine Last von 1500 Ω. Bestimme den Zenerstrom I_Z.

Ein NPN-Transistor mit β = 100 wird mit einem Spannungsteiler an V_CC = 20 V eingestellt: R₁ = 33 kΩ von V_CC zur Basis und R₂ = 12 kΩ von der Basis nach Masse. Der Kollektorwiderstand ist R_C = 1,5 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 NPN-Transistor mit β = 80 schaltet einen Lastwiderstand von 1 kΩ, der zwischen V_CC = 9 V und seinem Kollektor liegt. Der Emitter liegt auf Masse. Die Basis wird von einem Logikausgang mit 5 V über einen Basiswiderstand R_B = 220 kΩ angesteuert. Nimm V_BE = 0,7 V und V_CE(sat) = 0,2 V an. Bestimme den Kollektorstrom I_C in mA, wenn der Eingang auf High liegt. Entscheide zuerst, ob der Transistor gesättigt ist.

Eine Diode wird modelliert als 0,65 V in Reihe mit 20 Ω (sie leitet oberhalb von 0,65 V). Sie liegt in Reihe mit einem Widerstand von 1000 Ω an einer Versorgung von 9 V. Bestimme den Arbeitsstrom I_D, bei dem die Diodenkennlinie die Widerstandsgerade schneidet.