In dieser Hörsaalübung werden Halbleiterbauteile in verschiedenen elektronischen Schaltungen betrachtet. Die erste Aufgabe behandelt Dioden. In der zweiten und dritten Aufgabe werden Transistorschaltungen untersucht. Die Simscape-Aufgabe zeigt die praktische Anwendung von Halbleiterbauteilen in Form von Gleichspannungswandlern.

Aufgabe 1 – Dioden

Gegeben ist die folgende Schaltung, die aus zwei identischen Dioden und zwei verschiedenen Widerständen besteht:

Für die Dioden gilt in Durchlassrichtung: U_D=0,7 V

• Bestimmen Sie die Ströme durch die Dioden D₁ und D₂!

Aufgabe 2 – Transistorschaltung 1

Gegeben ist die folgende Transistorschaltung:

Es gilt: B= 180; U_BE=0,7 V, I_C=4 mA, R_C= 1kΩ.

• Berechnen Sie I_B, R_B und U_CE!
• Bestimmen Sie die Verlustleistung des Transistors!

Aufgabe 3 – Transistorschaltung 2

Gegeben ist die folgende Transistorschaltung:

Es gilt: B=150; U_BE=0,7 V; I_C=4 mA, R_C=1 kΩ; R_B2=40 kΩ.

• Berechnen Sie I_B, R_B1 und U_CE!
• Bestimmen Sie die Verlustleistung des Transistors!
• Vergleichen Sie mit der Schaltung aus vorangegangener Aufgabe!

Aufgabe 4 – Gleichspannungswandler

Gegeben sind die beiden folgenden Schaltung. Bei der ersten Schaltung handelt es sich um einen sogenannten Abwärtswandler. Die zweite Schaltung beinhaltet einen Aufwärtswandler. Mit diesen Schaltungen es ist möglich, Gleichspannungen zu wandeln – ähnlich wie dies in der Wechselspannung mit Hilfe von Transformatoren möglich ist.

• Öffnen Sie das folgende Simscape-Modell!

• Untersuchen Sie die Schaltungen und erklären Sie die Funktionsweise dieser beiden Gleichspannungswandler!