Title: Standard für LS13.2.1 VLK Transistortechnik
Course: LS13S-2.1 Vertiefender Laborkurs Transistortechnik

Standardkategorie für Fragen, die im Kontext 'LS13.2.1 VLK Transistortechnik' freigegeben sind.

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Q: [Image]

Zum Schalten eines Verbrauchers (hier dargestellt durch den Widerstand R_C) mit einer Leistung von P_C=4,5W soll ein geeigneter Transistor ausgewählt werden. Als Quelle für den Basisstrom dient ein Entwicklerboard, welches einen maximalen Strom von 20mA bereitstellen kann.
- 2.9.1 Berechnen Sie den maximalen Strom durch den Verbraucher (I_C), wenn dieser an 9V betrieben wird (Annahme U_A=0V). | 500mA
- 2.9.2 Bestimmen Sie den Widerstand R_C des Verbrauchers (Annahme U_A=0V) . | 4,5Ω
- 2.9.3 Ermitteln Sie den Basisstrom des Transistors bei einer Stromverstärkungen von B=40. | 12,5mA
- 2.9.4 Ermitteln Sie den Basisstrom des Transistors bei einer Stromverstärkungen von B=110. | 4,5mA
- 2.9.5 Ermitteln Sie den Basisstrom des Transistors bei einer Stromverstärkungen von B=10. | 50mA
- 2.9.6 Ermitteln Sie den Basisstrom des Transistors bei einer Stromverstärkungen von B=25. | 20mA
- 2.9.7 Prüfen Sie anhand der Tabelle aus Aufgabe 2.5, welche der aufgeführten NPN-Transistoren zum Schalten der Last geeignet sind. | BD135-16, BD237
Also offered: 0,055Ω; BC547, BD135-16; BD237, 2N3055; 2A

\( \sqrt[a]{b+c} \)

asd |  |  |
d |  |  | cSCC |
DF |  |  | dc |
AWRF |  |  | D |
asdf |  |  |  | CD
sadv |  |  |  |

Q: [Image]

Die LED symbolisiert die Innenraumbeleuchtung eines Pkw. Der Schalter S_2 stellt einen der Türkontaktschalter dar. Wird der Motor abgestellt und der Zündschlüssel abgezogen, bleibt die Spannungsversorgung zunächst erhalten. Sobald eine der Türen geöffnet wird, öffnet der Türkontaktschalter S_2. Zugleich öffnet S_1, sodass die Schaltung beim Schließen der Tür nicht mehr mit Spannung versorgt wird.

Bei geschlossenen Schaltern S_1 und S_2 soll ein Strom von I_B= 1mA zur Basis von T fließen. Die Spannung U_BE betrage 0,7V. Zeitgleich wird der Kondensator C über R_1 aufgeladen. Werden die Schalter S_1 und S_2 geöffnet, versorgt der Kondensator C die Basis über den Widerstand R_B. Sobald C entladen ist, schließt T und die Lampe erlischt.
- Legen Sie den Widerstand R_C für die gegebene Spannung und eine rote LED aus. Gehen Sie von einem Spannungsfall von U_CE = 0,2V aus. Wählen Sie für Rc einen Standardwert aus der Reihe E12. | 330Ω
- Berechnen Sie den Widerstand R_B für einen Basisstrom I_B=1mA und einen Spannungsfall U_BE = 0,7V (Hinweis: R_1 vernachlässigen). | 10.000Ω
- Nach Abschalten der Spannungsversorgung entlädt sich der Kondensator C über den Widerstand R_B innerhalb der Zeitkonstante ᴛ auf einen Wert von 37% des Ausgangszustandes. ᴛ ist abhängig von C und R_B: ᴛ = R_B*C. Berechnen Sie C [mF]. | 1000µF
- Um den Strom beim Wiederaufladen des Kondensators zu begrenzen, soll dieser über R_1 in einer Zeit von ᴛ = 1/3 s aufgeladen werden. Wählen Sie für R_1 einen Standardwert aus der Reihe E12. | 330Ω
- Bauen Sie die Schaltung auf oder simulieren Sie sie (z.B. mit LTSpice). Überprüfen Sie messtechnisch die Zeitkonstante ᴛ. Fällt der Basisstrom nach Unterbrechung der Spannungsversorgung tatsächlich innerhalb von 10s auf 37% des ursprünglichen Wertes? | ja
Also offered: nein; 1000Ω; 100µF; 10µF; 220Ω; 100Ω

Q: [Image]

Die LED1 ist als Generatorkontrollleuchte im Kombiinstrument eingesetzt. Im Falle eines Defekts soll die Funktion automatisch von LED2 übernommen werden. Als Transistor T1 und T2 kommen zwei baugleiche NPN-Typen BC547 zum Einsatz.

Legen Sie zunächst die Schaltung aus, indem Sie die Arbeitsaufträge a) bis d) bearbeiten.

Bauen Sie dann die Schaltung auf bzw. simulieren Sie sie (z.B. mit LTSpice).
- Legen Sie den Widerstand R_1 für die gegebene Spannung und rote LEDs aus. Die Basis-Emitter-Spannung von T1 betrage U_BE=0,7V. Wählen Sie für R_1 einen Standardwert aus der Reihe E12. | 330Ω
- Bestimmen Sie den Widerstand R_3, wenn für T1 gilt: B=20 und U_BE=0,7V. Wählen Sie für R_3 einen Standardwert aus der Reihe E12. | 10.000Ω
- Berechnen Sie den Widerstand R_4, wenn für T2 gilt: B=20 und U_BE=0,7V, I_C=1mA. Wählen Sie für R_4 einen Standardwert aus der Reihe E12. | 47Ω
- Legen Sie den Widerstand R_2 für die gegebene Spannung und rote LEDs aus. Wählen Sie für R_2 einen Standardwert aus der Reihe E12. | 330Ω
Also offered: 220Ω; 1000Ω; 100Ω

Erläutern Sie die Funktion der Schaltung, in dem Sie den ersten der beiden Zustände anhand der Abbildung beschreiben.

Hinweis: Falls Sie Hilfe benötigen, stellt Ihnen die Lehrkraft eine Tippkarte zur Verfügung.

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Erläutern Sie die Funktion der Schaltung, in dem Sie den zweiten der beiden Zustände anhand der Abbildung beschreiben.

Hinweis: Falls Sie Hilfe benötigen, stellt Ihnen die Lehrkraft eine Tippkarte zur Verfügung.

[Image]

Q: [Image]

Die Schaltung wechselt periodisch zwischen den Zuständen 1 (LED1 an, LED2 aus) und 2 (LED2 an, LED1 aus). Die Periodendauer wird dabei bestimmt durch die Bauteilegrößen der Widerstände R_B1 und R_B2 und der Kondensatoren C_1 und C_2. Um gleich lange Ein- und Ausschaltzeiten für beide LEDs zu erzeugen sind gleiche Bauteilwerte für R_B1 und R_B2 sowie für C_1 und C_2 zu wählen. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, sollten die Basiswiderstände (Rb1, Rb2) mindestens 10-mal so groß sein, wie die zugehörigen Kollektorwiderstände (R_1, R_2). Als Transistor T1 und T2 kommen zwei baugleiche NPN-Typen BC547 zum Einsatz.

1. Legen Sie zunächst die Schaltung aus, indem Sie die Arbeitsaufträge a) und b) bearbeiten.

2. Bauen Sie dann die Schaltung auf bzw. simulieren Sie sie (z.B. mit LTSpice).
- Legen Sie die Widerstände R_1 und R_2 für die gegebene Spannung und rote LEDs aus. Wählen Sie einen Standardwert aus der Reihe E12. | 330Ω
- Als Periodendauer T ist die Summe der Zeitdauern eines Ein- und eines Ausschaltvorgangs definiert. Für unsere Blinkerschaltung soll sie etwa eine Sekunde betragen. Für gleiche Ein- und Ausschaltzeiten kann sie überschlägig aus der Zeitkonstante ᴛ bestimmt werden: ᴛ = R_B * C. bestimmen Sie R_B, wenn ᴛ ≈ 1s und C = 20 µF. Wählen Sie für R_B einen Standardwert aus E12. | 47.000Ω
Also offered: 470Ω; 33.000Ω; 63.000Ω; 220Ω

Erläutern Sie die Funktion der Schaltung, in dem Sie den ersten der drei möglichen Zustände anhand der Abbildung beschreiben.

Hinweis: Falls Sie Hilfe benötigen, stellt Ihnen die Lehrkraft eine Tippkarte zur Verfügung.

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Erläutern Sie die Funktion der Schaltung, in dem Sie den zweiten der drei möglichen Zustände anhand der Abbildung beschreiben.

Hinweis: Falls Sie Hilfe benötigen, stellt Ihnen die Lehrkraft eine Tippkarte zur Verfügung.

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Erläutern Sie die Funktion der Schaltung, in dem Sie den dritten der drei möglichen Zustände anhand der Abbildung beschreiben.

Hinweis: Falls Sie Hilfe benötigen, stellt Ihnen die Lehrkraft eine Tippkarte zur Verfügung.

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Q: [Image]

Die vorliegende Emitterschaltung mit dem Transistor BD237 dient der Verstärkung sinusförmiger Signale.

Über den Spannungsteiler (R_1, R_2) wird die Basis-Emitterspannung U_BE und somit der Arbeitspunkt eingestellt.

Die Koppelkondensatoren C_KE im Eingang und C_KA im Ausgang halten Gleichspannungsanteile vom Ein- und Ausgangssignal fern.

Die Stabilisierung des Arbeitspunktes soll mittels Stromgegenkopplung realisiert werden.

1. Legen Sie zunächst die Schaltung aus, indem Sie die Arbeitsaufträge a) und b) bearbeiten.

2.1 Bauen Sie dann die Schaltung auf bzw. simulieren Sie sie (z.B. mit LTSpice).

2.2 Schließen Sie ein 2-Kanal DSO an Ein- und Ausgang der Schaltung an (Ch. 1: U_E, Ch. 2: U_A).

2.3 Legen Sie die Versorgungsspannung von U_V = 20V an.

2.4 Legen Sie am Eingang eine sinusförmige Spannung mit U_SS = 0,5V an.

2.5 Stellen Sie mit dem Potenziometer R_2 den optimalen Arbeitspunkt ein. Das Ausgangssignal muss sinusförmig sein.
- Recherchieren Sie im www. zum Thema Stromgegenkopplung. Wählen Sie mithilfe der Größe R_C einen geeigneten Widerstand R_E aus und integrieren Sie ihn in die Schaltung. Geben Sie R_E an. | 100Ω
- Geben Sie den Messwert der Ausgangsspannung U_A (U_SS) an. | 5V
- Bestimmen Sie die Wechselspannungsverstärkung V_U. | 10
Also offered: 10Ω; 1000Ω; 1; 50V; 100; 0,05V

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2 .Erläutern Sie, warum der Arbeitspunkt eingestellt werden muss.

    Informieren Sie sich anhand dieses Videos ( ab Minute 13.22):

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                                                     https://www.youtube.com/watch?v=ZCCaExGcFzs.

Hinweis: Falls Sie Hilfe benötigen, stellt Ihnen die Lehrkraft eine Tippkarte zur Verfügung.

3. Bauen Sie die Schaltung auf bzw. simulieren Sie sie.

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1. Erläutern Sie die Wirkungsweise der Stromgegenkopplung mithilfe des folgenden Videos:

[Image]

                                                              https://www.youtube.com/watch?v=0SwdvNod7ac.

Hinweis: Falls Sie Hilfe benötigen, stellt Ihnen die Lehrkraft eine Tippkarte zur Verfügung.

Q: Wählen Sie einen npn- und einen pnp-Transistor aus und führen Sie die Spannungsfallmessung mit einem Multimeter in der Einstellung "Diodentest" durch.

Verbinden Sie jeweils den Plusanschluss mit der Basis und den Minusanschluss mit Emitter bzw. Kollektor.

Kreuzen Sie den jeweiligen Transistortyp an und geben Sie die zugehörigen Messwerte mit Vorzeichen in die Tabelle ein.

 |  | Spannungsfall U_BE | Spannungsfall U_BC
NPN-Typ | [[5:multiresponse:v]] | [[1:numeric:__10__]]mV | [[2:numeric:__10__]]mV
PNP-Typ | [[6:multiresponse:v]] | [[3:numeric:__10__]]mV | [[4:numeric:__10__]]mV
A: -681; -683; 703; 700; BC547 / BD237; BD238 / BS177

Q: In der Tabelle sind 4 gängige Transistoren unterschiedlicher Bauformen und Leistungsklassen aufgeführt. Ergänzen Sie die Tabelle mithilfe der Werte aus den Datenblättern.

BC547:

http://www.farnell.com/datasheets/59764.pdf

BD135-16:

https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/bd135-d.pdf

BD237:

https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/bd237-d.pdf

2N3055:

https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/2n3055-d.pdf

Transistorbzeichnungen, -bauformen und Kennwerte
Transistor | Gehäuse | Gehäusebez. | P_tot (T_C=25°) [W] | I_Cmax [A] | I_Cmax/2 [A] | B_min=h_FEmin | I_B=I_Cmax/(2*B_min) [mA] |
BC547 | [Image] | TO-92 | [[1:numeric:__10__]] | [[2:numeric:__10__]] | [[3:numeric:__10__]] | [[4:numeric:__10__]] | [[5:numeric:__10__]] |
BD135-16 | [Image] | TO-126 | [[6:numeric:__10__]] | [[7:numeric:__10__]] | [[8:numeric:__10__]] | [[9:numeric:__10__]] | [[10:numeric:__10__]] |
BD237 | [Image] | TO-225 | [[11:numeric:__10__]] | [[12:numeric:__10__]] | [[13:numeric:__10__]] | [[14:numeric:__10__]] | [[15:numeric:__10__]] |
2N3055 | [Image] | TO-3 | [[16:numeric:__10__]] | [[17:numeric:__10__]] | [[18:numeric:__10__]] | [[19:numeric:__10__]] | [[20:numeric:__10__]] |
A: 0.5; 0.1; 0.05; 110; 0.45; 12.5; 1.5; 0.75; 40; 18.8; 25; 2.0; 1.0; 25; 40; 115; 15; 7.5; 10; 750