Grundlagen der Rechnertechnologie - Ra.informatik.tu-darmstadt.de

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Grundlagen der
Rechnertechnologie
Sommersemester 2010
Wolfgang Heenes
7. Aufgabenblatt
01.06.2010
Schaltungen mit Bipolartransistoren
Aufgabe 1: Analyseeiner Schaltung mitBipolartransistor
Gegeben sei untenstehende Transistorschaltung mit den folgenden Größen:
R B
R C
= 10 kΩ
= 1 kΩ
U CC = 5 V
U K = 0, 7 V
B N = 99
+ +
4 +
* *
- 1
) 7 5
a) Bestimmen Sie für 0V≤ U EIN ≤ 5V:
1.) den Zustand der einzelnen Dioden
2.) den Transistorzustand
3.) die Ströme I B , I C und I E
4.) die Ausgangsspannung U AUS
b) Welche logische Funktion stellt die Schaltung dar, wenn an Eingang und Ausgang Spannungen um 0V als Low-
Pegel und Spannungen um 5V als High-Pegel interpretiert werden?
Aufgabe 2: Analyseeines pnp-Transistors
Ein Transistor wird in der skizzierten Schaltung betrieben. Die Widerstände R 2 und R 3 sowie die Betriebsspannung U CC
sind gegeben. Der Widerstand R 1 soll nun so eingestellt werden, daß ein Basisstrom von I B =−200µA fließt. Dabei
ergibt sich ein Kollektorstrom von I C =−2 mA. Darüber hinaus ist auch eine charakteristische Kennlinie des Transistors
gegeben.
U CC =−15 V
R 2 = 10 kΩ
= 2 kΩ
R 3
GrundlagenderRechnertechnologie -Sommersemester2010 1

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6 H = I E I J H 5 ? D = J K C
+ D = H = J A H E I J E I ? D A A E E A
a) Um welchen Transistortyp handelt es sich bei dem dargestellten Baustein?
b) Welche spezifische Bezeichnung kennen Sie für die gegebene charakteristische Kennlinie?
c) Kennzeichnen Sie durch Eintrag der entsprechenden Kennbuchstaben und Indizes in die Schaltungsskizze
• die Kollektor-Basisspannung U CB , • den Basisstrom I B ,
• die Kollektor-Emitterspannung U C E , • den Emitterstrom I E ,
• die Basis-Emitterspannung U BE , • den Kollektorstrom I C .
Alle Kenngrößen sind hierbei mit einem positiven Vorzeichen in der Schaltungsskizze gemäß den angegebenen
Zählpfeilen zu wählen.
Ermitteln Sie nun für den gegebenen Betriebszustand
d) die sich einstellende Kollektor-Emitterspannung U C E , e) die Basis-Emitterspannung U BE ,
f) den Strom I 2 durch den Widerstand R 2 , g) den hierfür zu wählenden R 1 ,
h) die Kollektor-Basisspannung U CB , i) den Stromverstärkungfaktorβ.
j) Geben Sie einen allgemeinen Ausdruck für die im Transistor verbrauchte Leistung P T als Funktion von I C , I B , U C E
und U BE an. Wie groß ist P T in diesem Fall?
Aufgabe 3: Transistorschaltung
Gegeben sei folgende Schaltung:
U
R
2
R
C
Q
1
R
1
R
E
Bestimmen sie I C und U C E der Schaltung. Die Widerstände haben folgende Werte:
• R 1 = 18kΩ, R 2 = 36kΩ
• R C = 22kΩ, R E = 16kΩ
Bei der Basis-Emitter-Diode handelt es sich um eine technisch ideale Diode mit einer Knickspannung von 0,7 V. Die
Spannung U beträgt 12 V. Die Stromverstärkungβ F = 75. Hinweis: Sie können annehmen, dass sich der Transistor Q 1
im aktiv normalen Betrieb befindet.
GrundlagenderRechnertechnologie -Sommersemester2010 2