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1. Wie entsteht die Diffusionsspannung beim pn-Übergang? Durch

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Ostfalia
SS 2013
Hochschule für angewandte Wissenschaften
Fakultät Elektrotechnik
Prof. Dr.-Ing. W.-P. Buchwald
Klausur:
Elektronische Bauelemente
Name:
am:
28.06.2013
Vorname:
erlaubte
Hilfsmittel:
nicht grafikfähiger
Taschenrechner
Matr.-Nr.:
Lösungen
1.
Wie entsteht die Diffusionsspannung beim pn-Übergang?
Durch Anlegen einer Sperrspannung
Durch den Aufbau von Raumladungszonen ohne äußere Beschaltung
Durch Anlegen einer Flussspannung
2.
Skizzieren Sie eine typische Diodenkennlinie
3.
Wie groß ist der Strom durch eine Diode, wenn 400mV als Flussspannung anliegen?
Daten: UT=40mV; Is=10nA
 UU

 400 
I  I s   e T  1  10nA   e 40  1  10nA  e10  0,22mA






Prof. Dr.-Ing. W.-P. Buchwald
Lösung Klausur Elektronische Bauelemente SS 2013
4.
Skizzieren Sie die typische Kennlinie einer Tunneldiode und kennzeichnen Sie den interessanten Teil der Kennlinie. Welche Eigenschaft hat dieser Kennlinienteil?
5.
Ein Transitor enthält 2 pn-Übergänge zwischen Basis/Emitter und Basis/Kollektor. Warum kann man dann einen Transitor nicht einfach mit 2 normalen Dioden realisieren?
(Stichworte genügen).
Basis darf nur sehr kleine geometrische Ausdehnung haben, damit die Minoritätsträger,
die vom Emitter kommen, nicht rekombinieren, sondern so schnell wie möglich zum Kollektor gelangen.
6.
Welche Eigenschaften weist eine Kollektorschaltung mit einem Bipolartransistor auf?
Hoher Eingangswiderstand
Hoher Ausgangswiderstand
Verstärkung von etwa 1
2
Prof. Dr.-Ing. W.-P. Buchwald
7.
Lösung Klausur Elektronische Bauelemente SS 2013
Wie groß muss der Vorwiderstand RV gewählt werden, damit die Ausgangsspannung UCE
einen Arbeitspunkt von UB2/2 aufweist?
gegeben:


UB2=20V
B=100 (Stromverstärkung)
UBE=0,7V
Ra=1k



8.
Kollektorstrom:
1
U B2  U B2
10V
2
IC 

 10mA
Ra
1k
Basisstrom:
IB 
I C 10mA

 0,1mA
B
100
Vorwiderstand:
RV 
20V  0,7V
 193k
0,1mA
Skizzieren Sie das Transistor-Vierpolersatzschaltbild mit h-Parametern
3
Prof. Dr.-Ing. W.-P. Buchwald
9.
Lösung Klausur Elektronische Bauelemente SS 2013
Für das Giacoletto-Ersatzschaltbild eines Transistors sind bekannt S=100mA/V und
gb’e=1mS (mit 1mS = 1 mA/V = 1/1k). Wie groß ist bei tiefen Frequenzen die Stromverstärkung ?
(Hinweis: einfachstes Ersatzschaltbild ohne Kapazitäten, Basisbahnwiderstand und Ausgangsleitwert ansetzen)
Stromverstärkung:
vi 
I 2 IC
S U 1
S
100mA/V

 


 100
I1 I B
gb ' e  U 1 gb ' e
1mA/V
10. Gegeben ist ein p-Kanal Sperrschicht-Feldeffekttransistor. Welche Polarität sollte die
Gatespannung gegenüber Source beim normalen Betrieb des Transistors als Verstärker
aufweisen?
positives Potential
11. Wann erreicht man den Pinch-Off Zustand eines Sperrschicht-FETs?
Bei hoher Gate-Source-Spannung (geeignete Polarität vorausgesetzt)
Bei hoher Drain-Source-Spannung
Nur beim Betrieb des FETs als gesteuerter Widerstand (kleine Aussteuerung)
12. Um welchen Transistortyp handelt es sich?


JFET
MOS-FET


Selbstleitend
Selbstsperrend


p-Kanal
n-Kanal
4
Prof. Dr.-Ing. W.-P. Buchwald
Lösung Klausur Elektronische Bauelemente SS 2013
13. Skizzieren Sie den Aufbau eines selbstsperrenden p-Kanal MOS-FETs!
14. Was passiert bei folgenden Gatesignalen mit einem Thyristor (bitte ankreuzen)? Die
Anode sei positiv gegenüber der Kathode vorgespannt!
Gatesignal gegenüber
der Kathode
Thyristor leitet
Thyristor sperrt
positiver Impuls
negativer Impuls
ausreichend positive Gleichspannung
ausreichend negative Gleichspannung
15. Eine Last wird mittels eines Triacs so an eine sinusförmige Wechselspannung angebunden, dass nur noch 50% der Leistung umgesetzt werden im Vergleich zum direkten Anschluss an die Wechselspannungsquelle. Skizzieren Sie für diesen Fall den Verlauf des
Stroms durch die Last.
5
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