Probeklausur Elektronik 1 - Schmidt-Walter

Name:.............................. Vorname: ............................ Matr.Nr.:..................
h-da
Fachbereich
Elektrotechnik und
Informationstechnik
Klausur Elektronik 1 Bachelor
Prof. Dr.-Ing. H. Schmidt-Walter
Probeklausur
Erlaubte Hilfsmittel: Taschenrechner, 1DINA4-Blatt Formelsammlung
Bearbeitungsdauer: 90 min
Antworten ohne erkennbaren Lösungsweg werden nicht gewertet.
Es zählen nur die Lösungen in den Kästchen.
Teil 1: Kurzaufgaben (2 Punkte pro Kurzaufgabe)
1.) Berechnen Sie den Widerstand eines Kupferleiters der Länge 1km,
Durchmesser 1mm, Resistivität 0,017µΩm.
2.) Der Leiter aus 1. erwärmt sich von 25°C auf 75°C. Welchen
Widerstandswert hat er nun?
3.) Sie benötigen einen Kondensator 100µF, 63V. Welcher Typ kommt dafür
in Frage: Elektrolyt-, Keramik oder Folienkondensator?
4.) Was bezeichnet man als Störstellenleitung?
Leitung durch Dotierung
5.) Bezeichnen Sie in der Diode die Anode (A) und die Kathode(K).
6.) Geben Sie den diffenrentiellen Widerstand einer Diode im Arbeitspunkt
I F =100mA, U F =0,6V an.
7.) Wie sieht näherungsweise der Netzstrom einer Gleichrichterbrücke mit
Siebung aus?
I
10ms
8.) Wie ändert sich näherungsweise die Schleusenspannung einer Diode mit
der Temperatur?
9.) Wofür steht die Abkürzung IRED?
t
R=21,6 Ohm
R=26 Ohm
r=
Elko
A K
0,25 Ohm
-2mV/K

Name:.............................. Vorname: ............................ Matr.Nr.:..................
10.) Bestimmen Sie aus dem Kennlinienfeld des Transistors HSW1 seine
Stromverstärkung B im Arbeitspunkt I C =80mA, U CE =7,5V. Zeichnen Sie
Ihren Lösungsweg ins Kennlinienfeld
Teil 2: Aufgaben (4 Punkte pro Aufgabe)
11.) Mittels der Ausgangsspannung U 1 eines Mikrocontrollers (5V
Betriebsspannung) soll ein 24V_Relais geschaltet werden.
a) Welche Schaltung(en) kann (können) funktionieren?
b) Welchen Zweck hat die Diode parallel zum Relais?
U1
12) Die Stabilisierungsschaltung mit Z-Diode soll einen Ausgangsstrom von
50mA und eine Ausgangsspannung von 12V bereitstellen.
a) Welchen Widerstand R benötigen Sie?
b) Welche Zenerspannung Uz und welche Leistung Pz benötigt die Z-Diode?
13) Sie messen an einer Stabilisierungsschaltung wie in 12) Ua =f(Ia).
12V
10V
Ua
I C
mA
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
HSW1
5 10
50mA 100mA
a) Geben Sie den Widerstand R an.
a) Geben Sie den Innenwiderstand Ri der Stabilisierung an.
Ia
400
350
300
250
200
150
100
50
I B
µA
UCE
V
24V 24V 24V 24V
U1
U1 U1
a b c d
Ue=
15 bis 20V
R
Ia
Ua
B=
a)
b)
R=
Uz=
Pz=
R= 200Ohm
Ri=
300
60 Ohm
12V
1,6W
60 Ohm

Name:.............................. Vorname: ............................ Matr.Nr.:..................
14) Gegeben sei eine Emitterschaltung:
Geben Sie das Kollektorpotential ϕ C und den Kollektorstrom I C an.
15) Geben Sie für die Schaltung aus 14)
a) die Wechselstromverstärkung V=Ua/Ue und
b) die Eingangsimpedanz r e
für eine Stromverstärkung B=ß 0 =100 an.
16) Geben Sie die Verstärkung der Schaltung aus 14) an für den Fall, dass C2
nicht eingebaut ist.
17) Geben Sie die Übertragungsfunktion U a =f (U (ϑ) ) an.
U( )
ϑ
Uref
R1 R3
R2
Ua
Ua = − ⎛ Uϑ
+
⎝ R1
Uref ⎞
⋅ R3
R2 ⎠
18.) Die Spannung U (ϑ) ändert sich mit 10 mV/K, d.h. sie beträgt 2,73V bei
0°C. Das 2 1/2 stellige, digitale Messgerät am Ausgang zeigt 199 bei 19,9 V.
Wählen Sie R1, R2 und Uref.
19.)
Ue
Uref
30mV
15k 680R
100µ
2k7 220R
U( )
ϑ
100µ
C2
100µ
20V
R1 R2
R1
220Ω
10mV 100Ω
R2
a) Welchen Wert hat Ua?
b) Wie wirkt sich eine Eingangsoffsetspannung von U 0 =2mV auf die
Ausgangsspannung aus?
Ua
22k
0 bis 19,9V
0 bis 199
199
Ua
Ic=
ϕ c =
V= -272
r
e
=
V=
R1= 1k
R2= 10k
10,5 mA
Uref= 2,73V
Ua= 5,2V
12,9V
238 Ohm
-3
∆Ua=
642mV

Name:.............................. Vorname: ............................ Matr.Nr.:..................
20)
Ue
Ri
10k
R1
49k
a) Wie wirkt sich die Eingangsoffsetspannung U 0 =5mV auf die
Ausgangsspannung aus?
b) Könnte man R1 und R2 so wählen, dass sich der Eingangsruhestrom nicht
mehr auf den Ausgang auswirkt?
R2
1k
Ua
α)
∆Ua=
250mV
b)
ja, wenn
R1||R2=Ri
gewählt wird