Technische Informatik I (Prof. Dr. A. Zell)

Fakultät für Informationsund Kognitionswissenschaften
Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik
Abteilung Rechnerarchitektur
Technische Informatik I (Prof. Dr. A. Zell)
Übungsblatt 10, WS2004/2005
Aufgabe 33 Transistorschaltung (8 Punkte)
Gegeben ist folgende Transistorschaltung:
Gehen Sie in Ihren folgenden Berechnungen davon aus, daß der Transistor bei einer Spannung von
UBE =0.6V durchschaltet. Weiterhin gilt: RB = 5.5kΩ, RC = 50Ω.
(a) Um welchen Transistortyp handelt es sich?
(b) Es gilt: UCE +RC IC = U0 . Zeichnen Sie die durch diese Gleichung definierte sog. Arbeitsgerade
des Transistors in das Kennlinienfeld (siehe Extrablatt) ein.
(c) Der Schalter sei zunächst geöffnet und UE = 0V . Bestimmen Sie folgende Größen: UBE , IB ,
UCE , IC und UC . Zeichnen Sie den so definierten Arbeitspunkt A1 in das Kennlinienfeld ein.
(d) Der Schalter S sei nun geschlossen. Bestimmen Sie Ue , UBE , IB , UCE , IC und UC und zeichnen
Sie den so definierten Arbeitspunkt A2 ein.
(e) Wie macht sich die sog. Verlustleistung am Transistor bemerkbar?
(f) Der Hersteller gibt eine höchstzulässige Gesamtverlustleistung Ptot = UCE · IC = 100mW an.
Zeichnen Sie die Verlustleistungshyperbel für Ptot in das Kennlinienfeld ein. Liegt die Verlustleistung in den beiden Arbeitspunkten A1 und A2 unterhalb Ptot ?
(g) Der mittlere Bereich der Arbeitsgeraden liegt über der Hyperbel. Kann der Transistor dadurch
beschädigt werden?
Aufgabe 34 Messungen am Transistor (4 Punkte)
Für die folgenden Fragen steht Ihnen lediglich ein Ohmmeter und ein Widerstand R = 100k Ω zur
Verfügung. Erklären Sie welche Messungen Sie durchführen müssen, um die Fragen beantworten zu
können.
(a) Wie können Sie prüfen, ob ein npn-Transistor defekt ist oder nicht (Anschlüsse B,C,E sind bekannt)?
(b) Wie kann man bei einem völlig unbekanntem Transistor feststellen, ob es sich um einen npn- oder
pnp-Transistor handelt (Anschlüsse B,C,E sind bekannt)?
(c) Wie kann man bei einem unbekanntem npn-Transistor feststellen, welcher Anschluß E, B oder C
ist?
Aufgabe 35 Schaltkennlinie (3 Punkte)
Gegeben sei unten dargestellte Schaltung. Die Diode hat eine ideale Kennlinie mit einer Schwellenspannung von UD = 0, 6 V. Das Ausgangskennlinienfeld des Transistors IC = f (UCE ; UBE ) mit der
Widerstandsgeraden für RC = 1 kΩ ist ebenfalls gegeben.
Hinweis: Ue 6= UBE ; Eingangsspannungen größer als 1, 5 V werden nicht auftreten.
+5V
RC
C
Ue
Ua
B
E
(a) Zeichnen Sie die Schaltkennlinie Ua = f (Ue ).
(b) Welche logische Funktion kann mit dieser Schaltung realisiert werden?
Aufgabe 36 Transistorschaltung (5 Punkte)
Für die nebenstehende Schaltung gilt U0 = 10V und
UBE = 0.7V :
(a) Der Arbeitspunkt ist durch IC = 10mA, UCE = 6V
bei einer Stromverstärkung von B = 50 festgelegt.
Unter der Voraussetzung, dass durch R1 der 5-fache
Basisstrom fließt sind die Widerstände R1 , R2 und
RA zu bestimmen.
(b) Bestimmen Sie für R1 = 5kΩ, R2 = 5kΩ, RA =
0.5kΩ und B = 500 die Ausgangsspannung UA .
Kennlinienfeld zu Aufgabe 33: