¨Ubungen zur Vorlesung Elektronik, SS 2009 Diode, Transistor
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Prof. Dr. J. Pochodzalla Sören Schlimme Übungen zur Vorlesung Elektronik, SS 2009 [email protected] Blatt 9 Abgabe bis 26.06.2009 Diode, Transistor Aufgabe 25: Diodenschaltung II 2 P. Untersuchen Sie die gezeigte Diodenschaltung. Der obere Pin der oberen Diode liege auf einem +5 V Potential relativ zur Erde. Dabei soll das Strom-Spannungsverhalten der Dioden zur Vereinfachung durch die dargestellte Knickkennlinie mit der Schwellenspannung US = 0.7 V angenähert werden. +5V ID R UE UA Us Upn a. Welche Ausgangsspannung liegt vor für UE = 10 V? b. Welche Ausgangsspannung liegt vor für UE = −10 V? c. Skizzieren Sie die Ausgangsspannung als Funktion der Zeit für den Fall, dass es sich bei der Eingangsspannung um eine sinusförmige Spannungsquelle mit einer Amplitude von 10 V handelt. Aufgabe 26: Transistor 8 P. Gegeben sei das folgende Netzwerk mit einem Transistor. Die Kennlinien des Transistors finden sich in den weiteren Abbildungen. Das Eingangssignal U1 wird über einen Kondensator an den Eingang des Transi- stors gekoppelt und beeinflusst somit nur noch die Amplitude der angelegten Spannung. Die eigentliche Spannung wird über U2 und R1 eingestellt. Im folgenden soll das Eingagssignal mit Koppelkondensator nicht betrachtet werden. Bitte wenden! a. Welche Art von Transistor ist hier in der Schaltung dargestellt? Bezeichnen Sie Basis B, Emitter E und Kollektor C als solche in der Schaltung. Zeichnen Sie zudem UCE , UBC und UBE ein. Welche häufig verwendete Grundschaltung können Sie hier erkennen? Woran erkennt man das? b. Bestimmen Sie den Arbeitspunkt im Eingangskreis grafisch. Dafür bestimmt man erst die Leistungsgerade der Spannungsquelle U2 an der Basis und trägt diese als Basisstrom IB über UBE in das entsprechende Kennliniendiagramm auf. Der Schnittpunkt mit der Kennlinie ist der gesuchte Arbeitspunkt. Es seien U2 = 5V und R1 = 100kΩ. c. Bestimmen Sie den Arbeitspunkt im Ausgangskreis grafisch. Dafür bestimmt man erst die Leistungsgerade der Spannungsquelle U2 am Kollektor und trägt diese als Kollektorstrom IC über UCE in das entsprechende Kennliniendiagramm auf. Der Schnittpunkt mit der passenden Kennlinie ist der gesuchte Arbeitspunkt. Findet sich keine entsprechende Kennlinie, muss eine geschätzte Kennlinie orientiert an den übrigen gezeichnet werden. Es seien U2 = 5V und R2 = 500Ω. d. Bestimmen Sie die Spannungsverstärkung A an UCE von U1 ≈ UBE grafisch. Betrachten Sie nur eine kleine Spannungsänderung an der Basis (Stichwort: Kleinsignalverhalten) von etwa ±50 mV um den Arbeitspunkt herrum. Tipp: Betrachten Sie die Basisströme in Abhängigkeit von einer Spannungsänderung an der Basis und schätzen Sie wieder orientiert an existierenden Kennlinien den Einfluss auf die Ausgangsspannung. e. Bestimmen Sie die inneren Widerstände rBE und rCE des Transistors grafisch. ∆IC f. Bestimmen Sie die Stromverstärkung β = ∆I grafisch anhand der gegebenen Kennlinien. Die LeiB stungsgerade der Spannungsquelle U2 an der Basis sei hier als konstant anzunehmen. Viel Erfolg!
