Probeklausur Elektronik (B06)

 Probeklausur Elektronik (B06)
Bitte vor Arbeitsbeginn ausfüllen
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Zugelassene Hilfsmittel:
Taschenrechner ohne Textspeicher
1DIN A4-Blatt: selbsterstellte Formelsammlung ohne Zeichnungen und
Aufgaben.
Lineal, Geodreieck, Stifte
Sonstiges:
Lösungen, Antworten, Skizzen usw. bitte direkt auf das Aufgabenblatt
eintragen. Der Lösungsweg muss nachvollziehbar sein, sonst gibt es
keine Punkte. In Ausnahmefällen kann der Gedankenweg in Textform
dargestellt werden. Die Bearbeitungszeit beträgt 90 Minuten. Sollte der
Platz auf dem Blatt nicht ausreichen kann die Rückseite des vorherigen
Blatts verwendet werden. In diesem Fall bitte die Aufgabennummer
dazuschreiben.
Aufgabe 1
(4)
Punkte:
A 1
(4)
1
(4)
1
(4)
1
(4)
1
(4)
Probeklausur Elektronik SS08 Summe Note
1 Aufgabe 1 (Punkte___)
a) Zeichnen Sie das Kleinsignal-Ersatzschaltbild eines Bipolar-Transistors für den
niederfrequenten Bereich:
b) Durch welche physikalischen Vorgänge ist das Verhalten eines Fotowiderstands
bestimmt?
c) Zeichnen Sie die einen Zweiweg-Gleichrichter in Graetzschaltung mit
Kennzeichnung der Eingänge und Ausgänge?
d) Skizzieren Sie die Kennlinie einer Z-Diode im Durchlass- und Sperrbereich und
bezeichnen Sie die charakteristischen Spannungen.
A Probeklausur Elektronik SS08 2 Aufgabe 2 (Punkte___)
a) Zeichnen Sie eine Operationsverstärkerschaltung bei der zwei Spannungen
nach folgender Formel addiert werden.
Ua=-(a·Ue1+b·Ue2)
b) Dimensionieren Sie die Schaltung für folgende Parameter:
a=10 b=8
Die Widerstände sollen zwischen 1 kΩ und 100 kΩ liegen und aus der E12-Reihe
gewählte werden.
(E12-Reihe: 1,0 1,2 1,5 1,8 2,2 2,7 3,3 3,9 4,7 5,6 6,8 8,2)
c) Welche Operationsverstärkerschaltung hat eine Spannungsverstärkung von 1
und einen idealisiert unendlichen Eingangswiderstand? Zeichen Sie den
Schaltplan.
A Probeklausur Elektronik SS08 3 Aufgabe 3 (Punkte___)
Bestimmen Sie für den Transistor HSW1
a) die Stromverstärkung B und
b) die differentielle Stromverstärkung ßo im Arbeitspunkt AP.
c) Bestimmen Sie den differentiellen Eingangswiderstand r BE im Arbeitspunkt
AP.
A Probeklausur Elektronik SS08 4 Aufgabe 4 (Punkte___)
An einer Schaltung mit Bipolartransistor wird die folgende sinusförmige Spannung
Ue(t) angelegt. Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf von Ua(t).
A Probeklausur Elektronik SS08 5 Aufgabe 5 (Punkte___)
Bestimmen Si die Widerstände R1 bis R4 derart, dass Ic=60mA und Ua=6V beträgt. Die
Basis-Emitterspannung betrage 0,7V.
A Probeklausur Elektronik SS08 6 Aufgabe 6 (Punkte___)
Die unten stehende Schaltung sei gegeben. Alle Kondensatoren stellen
wechselstrommäßig einen Kurzschluss dar. Die differentielle Stromverstärkung ßo sei
gleich der Stromverstärkung B.
Bestimmen Sie
a) die Wechselstromverstärkung ua/ue der Schaltung.
b) Die Eingangsimpedanz re
A Probeklausur Elektronik SS08 7 Aufgabe 7 (Punkte___)
Das Relais soll aus einer digitalen 5V-Logik ein und ausgeschaltet werden, d.h. logisch
0: U1 = 0V und logisch 1: U1= 5V.
Der Wicklungswiderstand des Relais beträgt R= 1kΩ.
Welchen Wert darf der Basisvorwiderstand Rv maximal haben, damit das Relais
zuverlässig schaltet und sie die UCE in Sättigung vernachlässigen?
A Probeklausur Elektronik SS08 8 Aufgabe 8 (Punkte___)
Eine Z-Diode mit UZ= 6 V und rd = 10 Ω wird in folgender Schaltung eingesetzt. Es sei
RV = 100 Ω und RL = 1 k Ω.
Die Spannung U1 sei nach folgendem Diagramm gegeben:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
A Wie groß sind maximale und minimale Spannung U1?
Wie groß sind maximaler und minimaler Strom durch RV? (U2 ≈ UZ)
Wie groß ist der Strom durch RL? (U2 ≈ UZ)
Wie groß ist der maximale Strom durch D2? (U2 ≈ UZ)
Wie groß ist der minimale Strom durch D2? (U2 ≈ UZ)
Wie groß ist die Schwankung der Ausgangsspannung U2?
Zeichnen Sie den Verlauf U2(t) in das obige Diagramm ein.
Wie groß ist die (mittlere) Verlustleistung von D2?
Probeklausur Elektronik SS08 9 Aufgabe 9 (Punkte___)
Gegeben sei folgende Spannungsversorgung, bestehend aus 3 Einzelschaltungen (mit
gemeinsamer Masse), die in weiterem Verlauf bei A und B zusammen geschaltet
werden:
Die Sekundärseite des Transformators habe eine Spannung von 12 Veff. (Die
Spitzenspannung ist Ueff·√2). An die Diode D1-D4 sei jeweils ein Spannungsabfall von
0,7 V, wenn in Durchlassrichtung betrieben.
a) Zunächst betrachtet Sie lediglich den Transformator mit den vier Dioden D1-D4.
Zeichnen Sie die Spannung am Punkt A gegen Masse als Funktion der Zeit von
0…50 ms. (Maßstabsgerecht mit Einheit)
Schließen Sie nun A mit A zusammen, Also den Kondensator C an die Diode D2,
D4 sowie B mit B zusammen. (Betrachten Sie die Schaltung ab B (Rv, D und RL)
zunächst einfach als Lastwiderstand für den Ladekondensator C. Der Wert
dieser Last für C ist zunächst unkritisch.)
b) Zeichnen Sie nun in das Diagramm nach Aufgabe a) die Spannung am Punkt B
ein, wenn ein periodischer Spannungseinbruch an C von ΔU = 1 V vorgegeben
sei.
Nun soll die Gesamtschaltung betrachtet werden. Die Z-Diode habe eine ZSpannung von 10 V, einen differentiellen Widerstand von rd = 10 Ω. Der minimale
Strom der Z-Diode sei mit 5 mA vorgegeben. Der Lastwiderstand sie RL = 200 Ω.
c) Welchen Wert hat die stabilisierte Ausgangsspannung UL?
d) Wie groß ist der Laststrom IL?
e) Dimensionieren Sie RL.
f) Wie groß ist der der maximale Strom durch die Z-Diode?
g) Wie groß ist die Spannungsschwankung an RL (hervorgerufen durch den
periodischen Spannungseinbruch von ΔU = 1 V an C, siehe auch b))
h) Wie groß muss der Ladekondensator C dimensioniert werden, damit der
periodische Spannungseinbruch den gegebenen Wert von ca. 1 V einhält
(abschätzen, mit mittlerem Strom rechnen)
A Probeklausur Elektronik SS08 10 i) Nun wird die Last entfernt (RLÆ∞)
Schätzen Sie die Verlustleistung der Z-Diode ab.
A Probeklausur Elektronik SS08 11 A Probeklausur Elektronik SS08 12