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Aufgabe

Arbeiten mit einer Diodenkennlinie

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Für den Durchlassbereich eines bestimmten Diodentyps wurde die dargestellte Kennlinie aufgenommen. Mit diesem Diodentyp wird die darunter skizzierte Schaltung aufgebaut.

a)Wie groß ist der Strom durch D1 und D2, wenn das Strommessgerät 30mA anzeigt? Begründen Sie ihre Antwort.

b)Berechnen Sie die Spannung U1, welche an R1 abfällt, sowie den Widerstandswert von R1. Das Strommessgerät werde als ideal angenommen.

c)Ermitteln sie für die gegebenen Betriebsdaten die Widerstandswerte für beide Dioden.

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a)Aufgrund der vorgegebenen Polung sperrt die Diode \({D_2}\), also fließt der gesamte vom Messgerät angezeigt Strom durch \({D_1}\).
\[{I_{{D_1}}} = 30mA\;;\;{I_{{D_2}}} = 0mA\]

b)Aus der Kennlinie ist zu ersehen, dass bei einem Strom von \(30mA\) durch \({D_1}\) an der dieser Diode die Spannung \(0,7V\) abfällt. An dem zu \({D_1}\) in Serie geschalteten Widerstand \({R_1}\) muss dann die Spannung
\[{U_{{R_1}}} = U - {U_{{D_1}}} \Rightarrow {U_{{R_1}}} = 4,5V - 0,7V = 3,8V\]
abfallen.
Somit gilt für \({R_1}\):
\[{R_1} = \frac{{{U_{{R_1}}}}}{{{I_1}}} = \frac{{3,8V}}{{30mA}} = \frac{{3,8}}{{30 \cdot {{10}^{ - 3}}}}\Omega = 130\Omega \]

b)Da die Diode \({D_2}\) sperrt, besitzt sie einen "unendlich großen" Widerstand.

Für den Widerstand der Diode \({D_1}\) gilt:
\[{R_{{D_1}}} = \frac{{{U_{{D_1}}}}}{{{I_1}}} = \frac{{0,7V}}{{30mA}} = \frac{{0,7}}{{30 \cdot {{10}^{ - 3}}}}\Omega = 23\Omega \]