Übungsbeispiel: Gegeben: R2 R1 R3 D1 Ua UB UB = 5V, R1

Übungsbeispiel:
K ennlinie 1N4148
350
Gegeben:
R3
300
R1
D1
UB
250
Ua
200
D
I (m A )
R2
UB = 5V, R1 = 100Ω, R2 = 25Ω, R3 = 5Ω
150
D1 : 1N4148, ID = f(UD) gemäß der graphischen Kennlinie
D1 : 1N4148, bzw. IS = 5.78⋅10-12A, UT = 25mV, m = 1.2
100
Gesucht:
Bestimmen Sie die Ausgangsspannung Ua mittels
a) rein graphischem Lösungsansatz
50
b) Ersatzspannungsquelle, graphische Lösung
c) numerischer Lösung (& Ersatzspannungsquelle)
und den Ausgangswiderstand ra =
∂U a
der Schaltung.
∂I a
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
U (V )
D
0.8
0.9
1
1.1
1.2
Lösungsblatt ad a)
Kennlinie 1N4148
500
ID
(mA)
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
UD
(V)
LÖSUNG:
1. Kennlinie von R3
0.35
1.)R3
D
4.)D&R3 &R1
2.)D&R3
2. Serienschaltung von Diode
und R3 (gleicher Strom: es
addieren sich die Spannungen)
0.3
3. Kennlinie von R1
4. Parallelschaltung von D&R3
und R1 (gleiche Spannung: es
addieren sich die Ströme)
0.25
5. Serienschaltung von UB und
R2 (entspr. Spg-Quelle mit
Innenwiderstand)
I in A
0.2
0.15
I2=0.145A
6. Der Schnittpunkt liefert die
Spannung an R1 und den
Strom aus der
Spannungsquelle.
6.)
I3
8.)
7.)
0.1
5.)UB &R 2
0.05
3.)R1
9.)UR3=0.657V
0
0
0.5
UD=0.7154V
1
U =1.372V
R1
U in V
1.5
2
2.5
7. Der Schnittpunkt der
Vertikalen durch 6) mit der
Kennlinie D&R3
liefert den Strom durch R3 bzw.
durch D.
8. Der Diodenstrom ist
bekannt, man findet damit die
Dioden-spannung
9. Die Differenz der
Spannungen UR1 und UD ist die
Spannung an R3
10. Ua = UB-UR3=4.343V