Bauelemente

Phase

AB302: Welche Antwort enthält die richtigen Phasenwinkel der dargestellten sinusförmigen Wechselspannung an der mit X$_3$ bezeichneten Stelle?

A: $\dfrac{π}{3}; 270°$

B: $\dfrac{3π}{2}; 270°$

C: $\dfrac{3π}{4}; 135°$

D: $3π; 180°$

AB303: Der Betrag der Phasendifferenz zwischen den beiden in der Abbildung dargestellten Sinussignalen ist ...

A: 180°.

B: 45°.

C: .

D: 90°.

Kondensator II

AC101: Ein verlustloser Kondensator wird an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. Welche Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom stellt sich ein?

A: Der Strom eilt der Spannung um 45° voraus.

B: Die Spannung eilt dem Strom um 45° voraus.

C: Die Spannung eilt dem Strom um 90° voraus.

D: Der Strom eilt der Spannung um 90° voraus.

AC102: Welches Vorzeichen hat der Blindwiderstand eines idealen Kondensators und von welchen physikalischen Größen hängt er ab? Der Blindwiderstand ist ...

A: positiv und abhängig von der Kapazität und der anliegenden Frequenz.

B: positiv und unabhängig von der Kapazität und der anliegenden Frequenz.

C: negativ und unabhängig von der Kapazität und der anliegenden Frequenz.

D: negativ und abhängig von der Kapazität und der anliegenden Frequenz.

AC103: Welcher der folgenden Widerstände hat keine Wärmeverluste?

A: Der NTC-Widerstand

B: Der Blindwiderstand

C: Der Metalloxidwiderstand

D: Der Wirkwiderstand

AC104: Wie groß ist der Betrag des kapazitiven Blindwiderstands eines Kondensators mit 10 pF bei einer Frequenz von 100 MHz?

A: 1,59 kΩ

B: 159 Ω

C: 318 Ω

D: 31,8 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $C = 10pF$
  • gegeben: $f = 100MHz$
  • gesucht: $X_{\textrm{C}}$

$$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 100MHz \cdot 10pF}\\ &\approx 159\Omega \end{split}\end{equation}$$

AC106: Wie groß ist der Betrag des kapazitiven Blindwiderstands eines Kondensators mit 100 pF bei einer Frequenz von 100 MHz?

A: ca. 159 Ω

B: ca. 3,2 Ω

C: ca. 15,9 Ω

D: ca. 31,8 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $C = 100pF$
  • gegeben: $f = 100MHz$
  • gesucht: $X_{\textrm{C}}$

$$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 100MHz \cdot 100pF}\\ &\approx 15,9\Omega \end{split}\end{equation}$$

AC105: Wie groß ist der Betrag des kapazitiven Blindwiderstands eines Kondensators mit 50 pF bei einer Frequenz von 145 MHz ?

A: ca. 0,045 Ω

B: ca. 18,2 kΩ

C: ca. 69 Ω

D: ca. 22 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $C = 50pF$
  • gegeben: $f = 145MHz$
  • gesucht: $X_{\textrm{C}}$

$$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 145MHz \cdot 50pF}\\ &\approx 22\Omega \end{split}\end{equation}$$

AC107: Wie groß ist der Betrag des kapazitiven Blindwiderstands eines Kondensators mit 100 pF bei einer Frequenz von 435 MHz ?

A: ca. 3,7 Ω

B: ca. 0,27 Ω

C: ca. 11,5 Ω

D: ca. 27,3 kΩ

Lösungsweg

  • gegeben: $C = 100pF$
  • gegeben: $f = 435MHz$
  • gesucht: $X_{\textrm{C}}$

$$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot C}\\ &= \frac{1}{2\pi \cdot 435MHz \cdot 100pF}\\ &\approx 3,7\Omega \end{split}\end{equation}$$

AC108: An einem unbekannten Kondensator liegt eine Wechselspannung mit 16 V und 50 Hz. Es wird ein Strom von 32 mA gemessen. Welche Kapazität hat der Kondensator?

A: ca. 0,45 μF

B: ca. 0,637 μF

C: ca. 6,37 μF

D: ca. 4,5 μF

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 16V$
  • gegeben: $I = 32mA$

$X_{\textrm{C}} = \frac{U}{I} = \frac{16V}{32mA} = 500\Omega$

$$\begin{equation}\begin{align}\nonumber X_{\textrm{C}} &= \frac{1}{\omega \cdot C} \\ \nonumber \Rightarrow C &= \frac{1}{\omega \cdot X_{\textrm{C}}} = \frac{1}{2\pi \cdot f \cdot X_{\textrm{C}}}\\ \nonumber &= \frac{1}{2\pi \cdot 50Hz \cdot 500\Omega}\\ \nonumber &\approx 6,37\mu F\end{align}\end{equation}$$

AC109: Kommt es in einem von Wechselstrom durchflossenen realen Kondensator zu Verlusten?

A: Nein, beim Kondensator handelt es sich um eine reine Blindleistung.

B: Nein, bei Wechselstrom treten keine Verluste auf.

C: Ja, infolge des Blindwiderstands

D: Ja, infolge von Verlusten in Dielektrikum und Zuleitung

AC110: Neben dem kapazitiven Blindwiderstand treten im von Wechselstrom durchflossenen Kondensator auch Verluste auf, die rechnerisch in einem parallelgeschalteten Verlustwiderstand zusammengefasst werden können. Die Kondensatorverluste werden oft durch ...

A: den relativen Verlustwiderstand in Ohm pro Farad angegeben, mit dem die Kondensatorgüte berechnet werden kann.

B: den Verlustfaktor cos $\phi$ angegeben, der dem Kehrwert des Gütefaktors entspricht.

C: den Verlustfaktor tan $\delta$ angegeben, der dem Kehrwert des Gütefaktors entspricht.

D: den relativen Blindwiderstand in Ohm pro Farad angegeben, mit dem die Kondensatorgüte berechnet werden kann.

AC111: An einem Kondensator mit einer Kapazität von 1 μF wird ein NF-Signal mit 10 kHz und 12 V$_{\textrm{eff}}$ angelegt. Wie groß ist die aufgenommene Wirkleistung im eingeschwungenen Zustand?

A: Näherungsweise 0 W

B: 0,75 W

C: 0,9 W

D: 9 W

Spule II

AA101: Welche Einheit wird üblicherweise für die Impedanz verwendet?

A: Farad

B: Ohm

C: Siemens

D: Henry

AC201: In einer idealen Induktivität, die an einer Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, eilt der Strom der angelegten Spannung ...

A: um 90° voraus.

B: um 45° voraus.

C: um 45° nach.

D: um 90° nach.

AC202: Welches Vorzeichen hat der Blindwiderstand einer idealen Spule und von welchen physikalischen Größen hängt er ab? Der Blindwiderstand ist ...

A: positiv und abhängig von der Induktivität und der anliegenden Frequenz.

B: negativ und unabhängig von der Induktivität und der anliegenden Frequenz.

C: positiv und unabhängig von der Induktivität und der anliegenden Frequenz.

D: negativ und abhängig von der Induktivität und der anliegenden Frequenz.

AC203: Beim Anlegen einer Gleichspannung $U$ = 1 V an eine Spule messen Sie einen Strom. Wird der Strom beim Anlegen von einer Wechselspannung mit $U_{\textrm{eff}}$ = 1 V größer oder kleiner?

A: Beim Betrieb mit Gleichspannung wirkt nur der Gleichstromwiderstand der Spule. Beim Betrieb mit Wechselspannung wirkt nur der kleinere induktive Widerstand $X_{\textrm{L}}$. Der Strom wird größer.

B: Beim Betrieb mit Wechselspannung wirkt nur der Wechselstromwiderstand der Spule. Beim Betrieb mit Gleichspannung wird nur der ohmsche Widerstand $X_{\textrm{L}}$ wirksam. Der Strom wird größer.

C: Beim Betrieb mit Gleich- oder Wechselspannung wirkt nur der ohmsche Widerstand $X_{\textrm{L}}$ der Spule. Der Strom bleibt gleich.

D: Beim Betrieb mit Gleichspannung wirkt nur der Gleichstromwiderstand der Spule. Beim Betrieb mit Wechselspannung wird der induktive Widerstand $X_{\textrm{L}}$ wirksam und erhöht den Gesamtwiderstand. Der Strom wird kleiner.

AC204: Wie groß ist der Betrag des induktiven Blindwiderstands einer Spule mit 3 μH Induktivität bei einer Frequenz von 100 MHz?

A: ca. 1,942 Ω

B: ca. 942,0 Ω

C: ca. 1885 kΩ

D: ca. 1885 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $L = 3\mu H$
  • gegeben: $f = 100MHz$
  • gesucht: $X_{\textrm{L}}$

$$\begin{equation}\begin{split}\nonumber X_{\textrm{L}} &= \omega \cdot L = 2\pi \cdot f \cdot L\\ &= 2\pi \cdot 100MHz \cdot 3\mu H\\ &\approx 1885\Omega \end{split}\end{equation}$$

AC205: Wie groß ist die Induktivität einer Spule mit 14 Windungen, die auf einen Kern mit einer Induktivitätskonstante ($A_{\textrm{L}}$-Wert) von 1,5 nH gewickelt ist?

A: 0,294 μH

B: 2,94 μH

C: 29,4 nH

D: 2,94 nH

Lösungsweg

  • gegeben: $N = 14$
  • gegeben: $A_{\textrm{L}} = 1,5nH$
  • gesucht: $L$

$$\begin{equation}\begin{split}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ &= 14^2 \cdot 1,5nH\\ &= 0,294\mu H \end{split}\end{equation}$$

AC206: Wie groß ist die Induktivität einer Spule mit 300 Windungen, die auf einen Kern mit einer Induktivitätskonstante ($A_{\textrm{L}}$-Wert) von 1250 nH gewickelt ist?

A: 1,125 mH

B: 11,25 mH

C: 112,5 mH

D: 112,5 μH

Lösungsweg

  • gegeben: $N = 300$
  • gegeben: $A_{\textrm{L}} = 1250nH$
  • gesucht: $L$

$$\begin{equation}\begin{split}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ &= 300^2 \cdot 1250nH\\ &= 112,5mH \end{split}\end{equation}$$

AC207: Mit einem Ringkern, dessen Induktivitätskonstante ($A_{\textrm{L}}$-Wert) mit 250 nH angegeben ist, soll eine Spule mit einer Induktivität von 2 mH hergestellt werden. Wie groß ist die erforderliche Windungszahl etwa?

A: 2828

B: 3

C: 89

D: 53

Lösungsweg

  • gegeben: $L = 2mH$
  • gegeben: $A_{\textrm{L}} = 250nH$
  • gesucht: $N$

$$\begin{equation}\begin{align}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ \nonumber N &= \sqrt{\frac{L}{A_{\textrm{L}}}} = \sqrt{\frac{2mH}{250nH}} \\ \nonumber &= 89\ \textrm{Windungen} \end{align}\end{equation}$$

AC208: Ein Spulenkern hat eine Induktivitätskonstante ($A_{\textrm{L}}$-Wert) von 30 nH. Wie groß ist die erforderliche Windungszahl zur Herstellung einer Induktivität von 12 μH in etwa?

A: 6

B: 360

C: 400

D: 20

Lösungsweg

  • gegeben: $L = 12\mu H$
  • gegeben: $A_{\textrm{L}} = 30nH$
  • gesucht: $N$

$$\begin{equation}\begin{align}\nonumber L &= N^2 \cdot A_{\textrm{L}}\\ \nonumber N &= \sqrt{\frac{L}{A_{\textrm{L}}}} = \sqrt{\frac{12\mu H}{30nH}} \\ \nonumber &= 20\ \textrm{Windungen} \end{align}\end{equation}$$

AC209: Neben dem induktiven Blindwiderstand treten in der mit Wechselstrom durchflossenen Spule auch Verluste auf, die rechnerisch in einem seriellen Verlustwiderstand zusammengefasst werden können. Als Maß für die Verluste in einer Spule wird auch ...

A: der Verlustfaktor cos $\varphi$ angegeben, der dem Kehrwert des Gütefaktors entspricht.

B: der relative Blindwiderstand in Ohm pro Henry angegeben, mit dem die Spulengüte berechnet werden kann.

C: der Verlustfaktor tan $\delta$ angegeben, der dem Kehrwert des Gütefaktors entspricht.

D: der relative Verlustwiderstand in Ohm pro Henry angegeben, mit dem die Spulengüte berechnet werden kann.

AC210: Um die Abstrahlungen der Spule eines abgestimmten Schwingkreises zu verringern, sollte die Spule ...

A: einen hohlen Kupferkern aufweisen.

B: einen abgestimmten Kunststoffkern aufweisen.

C: in einem leitenden Metallgehäuse untergebracht werden.

D: in einem isolierenden Kunststoffgehäuse untergebracht werden.

AC211: Das folgende Bild zeigt einen Kern, um den ein Kabel für den Bau einer Drossel gewickelt ist. Der Kern sollte üblicherweise aus ...

A: diamagnetischem Material bestehen.

B: Ferrit bestehen.

C: Kunststoff bestehen.

D: Stahl bestehen.

Übertrager II

AC301: Durch Gegeninduktion wird in einer Spule eine Spannung erzeugt, wenn ...

A: ein veränderlicher Strom durch die Spule fließt und sich dabei ein dielektrischer Gegenstand innerhalb der Spule befindet.

B: ein veränderlicher Strom durch eine magnetisch gekoppelte benachbarte Spule fließt.

C: sich die Spule in einem konstanten Magnetfeld befindet.

D: ein konstanter Gleichstrom durch eine magnetisch gekoppelte benachbarte Spule fließt.

AC302: Ein Transformator setzt die Spannung von 230 V auf 6 V herunter und liefert dabei einen Strom von 1,15 A. Wie groß ist der dadurch in der Primärwicklung zu erwartende Strom bei Vernachlässigung der Verluste?

A: 22,7 mA

B: 33,3 mA

C: 30 mA

D: 0,83 mA

Lösungsweg

  • gegeben: $U_P = 230V$
  • gegeben: $U_S = 6V$
  • gegeben: $I_S = 1,15A$
  • gesucht: $I_P$

$$\begin{equation}\begin{align} \nonumber \frac{U_P}{U_S} &= \frac{I_S}{I_P} \\ \nonumber \Rightarrow I_P &= \frac{I_S \cdot U_S}{U_P} = \frac{1,15A \cdot 6V}{230V} \\ \nonumber &= 30mA \end{align}\end{equation}$$

AC303: In dieser Schaltung beträgt $R$=16 kΩ. Die Impedanz zwischen den Anschlüssen a und b beträgt im Idealfall ...

A: 4 kΩ.

B: 16 kΩ.

C: 1 kΩ.

D: 64 kΩ.

Lösungsweg

  • gegeben: $Z_S = 16k\Omega$
  • gegeben: $ü = \frac{1}{4}$
  • gesucht: $Z_P$

$$\begin{equation}\begin{align} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} \\ \nonumber \Rightarrow Z_P &= ü^2 \cdot Z_S = \frac{1^2}{4^2} \cdot 16k\Omega \\ \nonumber &= \frac{16k\Omega}{16} = 1k\Omega \end{align}\end{equation}$$

AC304: In dieser Schaltung beträgt $R$=6,4 kΩ. Die Impedanz zwischen den Anschlüssen a und b beträgt im Idealfall ...

A: 26 kΩ.

B: 6,4 kΩ.

C: 0,4 kΩ.

D: 1,6 kΩ.

Lösungsweg

  • gegeben: $Z_S = 6,4k\Omega$
  • gegeben: $ü = \frac{1}{4}$
  • gesucht: $Z_P$

$$\begin{equation}\begin{align} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} \\ \nonumber \Rightarrow Z_P &= ü^2 \cdot Z_S = \frac{1^2}{4^2} \cdot 6,4k\Omega \\ \nonumber &= \frac{6,4k\Omega}{16} = 0,4k\Omega \end{align}\end{equation}$$

AC305: Für die Anpassung einer Antenne mit einem Fußpunktwiderstand von 450 Ω an eine 50 Ω-Übertragungsleitung sollte ein Übertrager mit einem Windungsverhältnis von ...

A: 9:1 verwendet werden.

B: 16:1 verwendet werden.

C: 3:1 verwendet werden.

D: 4:1 verwendet werden.

Lösungsweg

  • gegeben: $Z_P = 450\Omega$
  • gegeben: $Z_S = 50\Omega$
  • gesucht: $ü$

$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} = \sqrt{\frac{450\Omega}{50\Omega}} \\ &= \sqrt{\frac{9}{1}} = \frac{3}{1} \end{split}\end{equation}$$

AC306: Für die Anpassung einer 50 Ω Übertragungsleitung an eine endgespeiste Halbwellenantenne mit einem Fußpunktwiderstand von 2,5 kΩ wird ein Übertrager verwendet. Er sollte in etwa ein Windungverhältnis von ...

A: 1:49 aufweisen.

B: 1:3 aufweisen.

C: 1:7 aufweisen.

D: 1:14 aufweisen.

Lösungsweg

  • gegeben: $Z_P = 50\Omega$
  • gegeben: $Z_S = 2,5k\Omega$
  • gesucht: $ü$

$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber ü &= \sqrt{\frac{Z_P}{Z_S}} = \sqrt{\frac{50\Omega}{2,5k\Omega}} \\ &= \sqrt{\frac{1}{50}} \approx \frac{1}{7} \end{split}\end{equation}$$

AC307: Eine Transformatorwicklung hat einen Drahtdurchmesser von 0,5 mm. Die zulässige Stromdichte beträgt 2,5 A/mm². Wie groß ist der zulässige Strom?

A: ca. 0,49 A

B: ca. 1,96 A

C: ca. 0,19 A

D: ca. 1,25 A

Lösungsweg

  • gegeben: $d = 0,5mm$
  • gegeben: Stromdichte $\frac{I}{A} = \frac{2,5A}{1mm^2}$
  • gesucht: $I_{max}$

$A_{Dr} = \frac{d^2 \cdot \pi}{4} = \frac{(0,5mm)^2 \cdot \pi}{4} \approx 0,196mm^2$

$I_{max} = \frac{I}{A} \cdot A_{Dr} = \frac{2,5A}{1mm^2} \cdot 0,196mm^2 = 0,49A$

Diode II

AC401: Ein in Durchlassrichtung betriebener PN-Übergang ermöglicht ...

A: den Elektronenfluss von P nach N.

B: den Elektronenfluss von N nach P.

C: die Halbierung des Stromflusses.

D: keinen Stromfluss.

AC403: Wie verhält sich die Durchlassspannung einer Diode in Abhängigkeit von der Temperatur?

A: Die Spannung sinkt bei steigender Temperatur.

B: Die Spannung oszilliert mit steigender Temperatur.

C: Die Spannung steigt bei steigender Temperatur.

D: Die Spannung ist unabhängig von der Temperatur.

AC404: Wie verhält sich die Kapazität einer Kapazitätsdiode (Varicap)?

A: Sie nimmt mit abnehmender Sperrspannung zu.

B: Sie nimmt mit abnehmendem Durchlassstrom zu.

C: Sie nimmt mit zunehmender Sperrspannung zu.

D: Sie nimmt mit zunehmendem Durchlassstrom zu.

AC405: Das folgende Signal wird als $U_1$ an den Eingang der Schaltung mit Siliziumdioden gelegt. Wie sieht das zugehörige Ausgangssignal $U_2$ aus?
A:
B:
C:
D:
AC406: Das folgende Signal wird als $U_1$ an den Eingang der Schaltung mit Germaniumdioden gelegt. Wie sieht das zugehörige Ausgangssignal $U_2$ aus?
A:
B:
C:
D:
AC407: Welches Bauteil kann durch Lichteinfall elektrischen Strom erzeugen?

A: Fotodiode

B: Blindwiderstand

C: Kapazitätsdiode

D: Fotowiderstand

AC408: Die Hauptfunktion eines Optokopplers ist ...

A: die Signalanzeige durch Licht.

B: die galvanische Entkopplung zweier Stromkreise durch Licht.

C: die Erzeugung von hochfrequentem Wechselstrom durch Licht.

D: die Erzeugung von Gleichstrom durch Licht.

Transistor II

Bipolarer Transistor

AC501: Ein bipolarer Transistor ist ...

A: stromgesteuert.

B: thermisch gesteuert.

C: spannungsgesteuert.

D: feldgesteuert.

AC503: Mit welchem Anschluss ist der p-dotierte Bereich eines NPN-Transistors verbunden?

A: Basis

B: Kollektor

C: Emitter

D: Gehäuse

AC504: Mit welchem Anschluss ist der n-dotierte Bereich eines PNP-Transistors verbunden?

A: Gehäuse

B: Basis

C: Emitter

D: Kollektor

AC505: Bei einem bipolaren Transistor in leitendem Zustand befindet sich der Basis-Emitter-PN-Übergang ...

A: im Leerlauf.

B: in Durchlassrichtung.

C: in Sperrrichtung.

D: im Kurzschluss.

Rechnungen

AC515: Die Betriebsspannung beträgt 12 V, der Kollektorstrom soll 5 mA betragen, die Gleichstromverstärkung des Transistors beträgt 298. Berechnen Sie den Vorwiderstand $R_1$.

A: ca. 680 kΩ

B: ca. 68 kΩ

C: ca. 715 kΩ

D: ca. 2,3 kΩ

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 12V$
  • gegeben: $I_{\textrm{C}} = 5mA$
  • gegeben: $B = 298$
  • gegeben: $U_{\textrm{BE}} = 0,6V$
  • gesucht: $R_1$

$B = \frac{I_{\textrm{C}}}{I_{\textrm{B}}} \Rightarrow I_{\textrm{B}} = \frac{I_{\textrm{C}}}{B} = \frac{5mA}{298} = 16,779\mu A$

$R_1 = \frac{U-U_{\textrm{BE}}}{I_{\textrm{B}}} = \frac{12V – 0,6V}{16,779\mu A} \approx 680k\Omega$

AC518: Die Betriebsspannung beträgt 10 V, der Kollektorstrom soll 2 mA betragen, die Gleichstromverstärkung des Transistors beträgt 200. Durch den Querwiderstand $R_2$ soll der zehnfache Basisstrom fließen. Berechnen Sie den Vorwiderstand $R_1$.

A: ca. 85,5 kΩ

B: ca. 940 kΩ

C: ca. 76,4 kΩ

D: ca. 540 kΩ

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 10V$
  • gegeben: $I_{\textrm{C}} = 2mA$
  • gegeben: $B = 200$

$B = \frac{I_{\textrm{C}}}{I_{\textrm{B}}} \Rightarrow I_{\textrm{B}} = \frac{I_{\textrm{C}}}{B} = \frac{2mA}{200} = 10\mu A$

$U_{\textrm{R1}} = U – U_{\textrm{R2}} = 10V – 0,6V = 9,4V$

$I_{\textrm{R1}} = I_{\textrm{B}} + I_{\textrm{R2}} = I_{\textrm{B}} + 10 \cdot I_{\textrm{B}} = 110\mu A$

$R_1 = \frac{U_{\textrm{R1}}}{I_{\textrm{R1}}} = \frac{9,4V}{110\mu A} \approx 85,5k\Omega$

AC517: Die Betriebsspannung beträgt 10 V, der Kollektorstrom soll 2 mA betragen, die Gleichstromverstärkung des Transistors beträgt 200. Durch den Querwiderstand $R_2$ soll der zehnfache Basisstrom fließen. Am Emitterwiderstand soll 1 V abfallen. Berechnen Sie den Vorwiderstand $R_1$.

A: ca. 76,4 kΩ

B: ca. 940 kΩ

C: ca. 540 kΩ

D: ca. 85,5 kΩ

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 10V$
  • gegeben: $I_{\textrm{C}} = 2mA$
  • gegeben: $B = 200$
  • gesucht: $R_1$

$B = \frac{I_{\textrm{C}}}{I_{\textrm{B}}} \Rightarrow I_{\textrm{B}} = \frac{I_{\textrm{C}}}{B} = \frac{2mA}{200} = 10\mu A$

$U_{\textrm{R2}} = U_{\textrm{BE}} + U_{R_{\textrm{E}}} = 0,6V + 1V = 1,6V$

$U_{\textrm{R1}} = U – U_{\textrm{R2}} = 10V – 1,6V = 8,4V$

$I_{\textrm{R1}} = I_{\textrm{B}} + I_{\textrm{R2}} = I_{\textrm{B}} + 10 \cdot I_{\textrm{B}} = 110\mu A$

$R_1 = \frac{U_{\textrm{R1}}}{I_{\textrm{R1}}} = \frac{8,4V}{110\mu A} \approx 76,4k\Omega$

AC516: Warum soll bei dem gezeigten Basisspannungsteiler der Strom durch $R_2$ etwa 10-mal größer als der Basisstrom sein?

A: Damit $R_2$ eine Spannungsgegenkopplung bewirkt

B: Damit $R_2$ eine Stromgegenkopplung bewirkt.

C: Damit sich der Basisstrom bei Erwärmung nicht ändert.

D: Damit der Arbeitspunkt stabil bleibt.

AC519: Was passiert, wenn der Widerstand $R_1$ durch eine fehlerhafte Lötstelle an einer Seite keinen Kontakt mehr zur Schaltung hat? Welche Beschreibung trifft zu?

A: Der Kollektorstrom wird nur durch $R_{\textrm{C}}$ begrenzt. Die Kollektorspannung sinkt auf zirka 0,1 V.

B: Es fließt Kurzschlussstrom. Der Transistor wird zerstört.

C: Der Kollektorstrom steigt stark an. Die Kollektorspannung erhöht sich.

D: Es fließt kein Kollektorstrom mehr. Die Kollektorspannung steigt auf die Betriebsspannung an.

AC520: Was passiert, wenn der Widerstand $R_2$ durch eine fehlerhafte Lötstelle an einer Seite keinen Kontakt mehr zur Schaltung hat? In welcher Antwort sind beide Aussagen richtig?

A: Der Kollektorstrom steigt stark an. Die Kollektorspannung erhöht sich.

B: Der Kollektorstrom wird nur durch $R_{\textrm{C}}$ begrenzt. Die Kollektorspannung sinkt auf zirka 0,1 V.

C: Es fließt Kurzschlussstrom. Der Transistor wird zerstört.

D: Es fließt kein Kollektorstrom mehr. Die Kollektorspannung steigt auf die Betriebsspannung an.

Feldeffekttransistor

AC502: Ein Feldeffekttransistor ist ...

A: stromgesteuert.

B: optisch gesteuert.

C: leistungsgesteuert.

D: spannungsgesteuert.

AC506: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Lautsprecher

B: Diode

C: Bipolartransistor

D: Feldeffekttransistor

AC513: Wie bezeichnet man die Anschlüsse des abgebildeten Transistors?

A: 1: Drain, 2: Source, 3: Gate

B: 1: Anode, 2: Kathode, 3: Gate

C: 1: Anode, 2: Kollektor, 3: Gate

D: 1: Kollektor, 2: Emitter, 3: Basis

AC512: Wie lauten die Bezeichnungen der Anschlüsse eines Feldeffekttransistors?

A: Gate, Source, Kollektor

B: Emitter, Drain, Source

C: Drain, Gate, Source

D: Emitter, Basis, Kollektor

AC514: Wie erfolgt die Steuerung des Stroms im Feldeffekttransistor (FET)?

A: Der Gatestrom steuert den Drainstrom.

B: Die Gate-Source-Spannung steuert den Widerstand des Kanals zwischen Source und Drain.

C: Die Gate-Source-Spannung steuert den Gatestrom.

D: Der Gatestrom steuert den Widerstand des Kanals zwischen Source und Drain.

Bauarten FET

AC507: Welche Bezeichnungen für die Bauelemente sind richtig?

A: 1: Selbstsperrender P-Kanal-Sperrschicht-FET 2: Selbstsperrender N-Kanal-Sperrschicht-FET

B: 1: Selbstleitender N-Kanal-Sperrschicht-FET 2: Selbstleitender P-Kanal-Sperrschicht-FET

C: 1: Selbstsperrender N-Kanal-Sperrschicht-FET 2: Selbstsperrender P-Kanal-Sperrschicht-FET

D: 1: Selbstleitender P-Kanal-Sperrschicht-FET 2: Selbstleitender N-Kanal-Sperrschicht-FET

AC508: Der folgende Transistor ist ein ...

A: Selbstleitender P-Kanal-Isolierschicht-FET (MOSFET).

B: Selbstleitender N-Kanal-Isolierschicht-FET (MOSFET).

C: Selbstsperrender P-Kanal-Isolierschicht-FET (MOSFET).

D: Selbstsperrender N-Kanal-Isolierschicht-FET (MOSFET).

AC509: Welcher der folgenden Transistoren ist ein selbstsperrender N-Kanal-MOSFET?
A:
B:
C:
D:
AC510: Welcher der folgenden Transistoren ist ein selbstleitender N-Kanal-MOSFET?
A:
B:
C:
D:
AC511: Welcher der folgenden Transistoren ist ein selbstleitender P-Kanal-MOSFET?
A:
B:
C:
D:

Rechnungen

AC521: Wie groß ist die Gate-Source-Spannung in der gezeichneten Schaltung? $U_{\textrm{B}} = 44 V$; $R_1 = 10 k\Omega$; $R_2 = 1 k\Omega$; $R_3 = 2,2 k\Omega$ ...

A: 4 V

B: 8 V

C: 4,4 V

D: 0,7 V

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{\textrm{B}} = 44V$
  • gegeben: $R_1 = 10k\Omega$
  • gegeben: $R_2 = 1k\Omega$
  • gegeben: $R_3 = 2,2k\Omega$
  • gesucht: $U_{\textrm{GS}}$
  • Ansatz: Spannungsteiler über $R_1$ und $R_2$, mit $U_{\textrm{GS}} = U_{\textrm{R2}}$
AC522: Wie groß muss $R_2$ gewählt werden, damit sich eine Spannung von 2,8 V zwischen Gate und Source einstellt? $U_{\textrm{B}}$=44 V; $R_1$=10 kΩ; $R_3$=2,2 kΩ ...

A: ca. 820 Ω

B: ca. 680 Ω

C: ca. 68 Ω

D: ca. 1405 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{\textrm{B}} = 44V$
  • gegeben: $R_1 = 10k\Omega$
  • gegeben: $R_3 = 2,2k\Omega$
  • gegeben: $U_{\textrm{GS}} = U_{\textrm{R2}} = 2,8V$
  • gegeben: $U_{\textrm{B}} = U_{\textrm{R1}} + U_{\textrm{R2}}$
  • gesucht: $R_2$
AC523: Welche Verlustleistung erzeugt ein Power-MOS-FET mit $R_{\textrm{DSon}}$ = 4 \mOhm bei einem Strom von 25 A?

A: 2,5 W

B: 0,1 W

C: 1 W

D: 6,25 W

Lösungsweg

  • gegeben: $R_{\textrm{DSon}} = 4m\Omega$
  • gegeben: $I = 25A$
  • gesucht: $P$

$P = I^2 \cdot R = 25^2A \cdot 4m\Omega = 2,5W$

Freilaufdiode

AC524: In welcher der folgenden Schaltungen ist die Freilaufdiode richtig eingesetzt?
A:
B:
C:
D:

Halbleiter II

AC402: Wie verhalten sich die Elektronen in einem in Durchlassrichtung betriebenen PN-Übergang?

A: Sie wandern von N nach P.

B: Sie zerfallen beim Übergang.

C: Sie wandern von P nach N.

D: Sie bleiben im N-Bereich.

AB104: Was versteht man unter Halbleitermaterialien?

A: Einige Stoffe (z. B. Silizium) sind in reinem Zustand bei Raumtemperatur gute Isolatoren. Durch geringfügige Zusätze von geeigneten anderen Stoffen (z. B. Bor, Phosphor) oder bei hohen Temperaturen werden sie jedoch zu Leitern.

B: Einige Stoffe (z. B. Silizium) sind in reinem Zustand bei Raumtemperatur gute Leiter. Durch geringfügige Zusätze von geeigneten anderen Stoffen (z. B. Bor, Phosphor) oder bei hohen Temperaturen nimmt jedoch ihre Leitfähigkeit ab.

C: Einige Stoffe (z. B. Silizium) sind in reinem Zustand bei Raumtemperatur gute Elektrolyten. Durch geringfügige Zusätze von geeigneten anderen Stoffen (z. B. Bismut, Tellur) kann man daraus entweder N-leitendes- oder P-leitendes Material für Anoden bzw. Kathoden von Batterien herstellen.

D: Einige Stoffe (z. B. Silizium) sind in reinem Zustand bei Raumtemperatur gute Leiter. Durch geringfügige Zusätze von geeigneten anderen Stoffen (z. B. Bismut, Tellur) fällt ihr Widerstand auf den halben Wert.

AB105: Was versteht man unter Dotierung?

A: Das Entfernen von Verunreinigungen aus einem Halbleitergrundstoff, um Elektronen zu generieren.

B: Das Einbringen von chemisch anderswertigen Fremdatomen in einen Halbleitergrundstoff, um freie Ladungsträger zur Verfügung zu stellen.

C: Das Entfernen von Atomen aus dem Halbleitergrundstoff, um die elektrische Leitfähigkeit zu senken.

D: Das Einbringen von magnetischen Nord- oder Südpolen in einen Halbleitergrundstoff, um die Induktivität zu erhöhen.

AB106: N-leitendes Halbleitermaterial ist gekennzeichnet durch ...

A: einen Überschuss an beweglichen Elektronenlöchern.

B: einen Überschuss an beweglichen Elektronen.

C: ein Fehlen von Dotierungsatomen.

D: ein Fehlen von Atomen im Gitter des Halbleiterkristalls.

AB107: P-leitendes Halbleitermaterial ist gekennzeichnet durch ...

A: ein Fehlen von Atomen im Gitter des Halbleiterkristalls.

B: einen Überschuss an beweglichen Elektronenlöchern.

C: einen Überschuss an beweglichen Elektronen.

D: ein Fehlen von Dotierungsatomen.

AB108: Das folgende Bild zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Halbleiterdiode. Wie entsteht die Sperrschicht?

A: An der Grenzschicht wandern Elektronen aus dem P-Teil in den N-Teil. Dadurch wird auf der P-Seite der Elektronenüberschuss teilweise abgebaut, auf der N-Seite der Elektronenmangel teilweise neutralisiert. Es bildet sich auf beiden Seiten der Grenzfläche eine isolierende Schicht.

B: An der Grenzschicht wandern Atome aus dem N-Teil in den P-Teil. Dadurch wird auf der N-Seite der Atommangel abgebaut, auf der P-Seite der Atommangel vergrößert. Es bildet sich auf beiden Seiten der Grenzfläche eine leitende Schicht.

C: An der Grenzschicht wandern Atome aus dem P-Teil in den N-Teil. Dadurch wird auf der P-Seite der Atommangel abgebaut, auf der N-Seite der Atommangel vergrößert. Es bildet sich auf beiden Seiten der Grenzfläche eine leitende Schicht.

D: An der Grenzschicht wandern Elektronen aus dem N-Teil in den P-Teil. Dadurch wird auf der N-Seite der Elektronenüberschuss teilweise abgebaut, auf der P-Seite der Elektronenmangel teilweise neutralisiert. Es bildet sich auf beiden Seiten der Grenzfläche eine isolierende Schicht.

AB109: Wie verhält sich die Verarmungszone in der hier dargestellten Halbleiterdiode?

A: Sie verengt sich.

B: Sie verändert sich nicht.

C: Sie erweitert sich.

D: Sie verschwindet.

Integrierte Schaltkreise

AC601: Eine integrierte Schaltung ist ...

A: eine komplexe Schaltung auf einem Halbleitersubstrat.

B: eine aus einzelnen Bauteilen aufgebaute vergossene Schaltung.

C: eine miniaturisierte, aus SMD-Bauteilen aufgebaute Schaltung.

D: die Zusammenschaltung einzelner Baugruppen zu einem elektronischen Gerät.

Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC)

AC602: Welche Bauteile sind in einem Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) enthalten?

A: Ein MMIC enthält nur aktive Bauteile auf einem Halbleiter-Substrat.

B: Ein MMIC enthält alle aktiven und passiven Bauteile auf einer Leiterplatte.

C: Ein MMIC enthält alle aktiven und passiven Bauteile auf einem Halbleiter-Substrat.

D: Ein MMIC enthält nur passive Bauteile auf einem Halbleiter-Substrat.

AC603: Welchen Vorteil hat ein Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) gegenüber einem diskreten Transistorverstärker?

A: Ein MMIC bietet einstellbare Eingangs- und Ausgangsimpedanz.

B: Ein MMIC bietet breitbandig eine hohe Verstärkung mit weniger Bauteilen.

C: Ein MMIC bietet einen hohen Eingangswiderstand und einen niedrigen Ausgangswiderstand.

D: Ein MMIC bietet schmalbandig eine hohe Verstärkung in einem Bauteil.

AC604: Was ist typisch für einen Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC)?

A: Sie sind nur im Mikrowellenbereich einsetzbar.

B: Die Verstärkung ist bereits ab 0 Hz konstant.

C: Ein- und Ausgangsimpedanz entsprechen üblichen Leitungsimpedanzen (z. B. 50 Ω).

D: Der Verstärkungsbereich ist schmalbandig.

AF425: Der optimale Arbeitspunkt des dargestellten MMIC ist mit 4 V und 10 mA angegeben. Die Betriebsspannung beträgt 13,5 V. Berechnen Sie den Vorwiderstand ($R_\text{BIAS}$).

A: 95 Ω

B: 1350 Ω

C: 950 Ω

D: 400 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{\textrm{D}} = 4V$
  • gegeben: $U_{\textrm{CC}} = 13,5V$
  • gegeben: $I_{\textrm{D}} = 10mA$
  • gesucht: $R_{\textrm{BIAS}}$

$R_{\textrm{BIAS}} = \frac{U_{\textrm{CC}} – U_{\textrm{D}}}{I_{\textrm{D}}} = \frac{13,5V -4V}{10mA} = 950\Omega$

AF426: Berechnen Sie $R_\text{BIAS}$ für die dargestellte MMIC-Schaltung und wählen Sie den nächsten Normwert. $U_\text{CC}$ = 13,8 V; $U_\text{D}$ = 4 V; $I_\text{D}$ = 15 mA

A: 270 Ω

B: 560 Ω

C: 820 Ω

D: 680 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{\textrm{D}} = 4V$
  • gegeben: $U_{\textrm{CC}} = 13,8V$
  • gegeben: $I_{\textrm{D}} = 15mA$
  • gesucht: $R_{\textrm{BIAS}}$

$R_{\textrm{BIAS}} = \frac{U_{\textrm{CC}} – U_{\textrm{D}}}{I_{\textrm{D}}} = \frac{13,8V -4V}{15mA} = 653,3\Omega \rightarrow 680\Omega$

AF427: Wieviel Wärmeleistung wird im MMIC in Wärme umgesetzt, wenn die Betriebsspannung 9 V beträgt und $R_\text{BIAS}$ einen Wert von 470 Ω hat?

A: 47 mW

B: 52 mW

C: 43 mW

D: 90 mW

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 9V$
  • gegeben: $R_{\textrm{BIAS}} = 470\Omega$
  • gegeben: $U_{\textrm{D}} = 4V$
  • gesucht: $P$
  • Ansatz: Strom durch $R_{\textrm{BIAS}}$ ist überall gleich, weil kein anderer ohmschmer Verbraucher in der Schaltung vorhanden ist

$I_{\textrm{D}} = \frac{U_{\textrm{BIAS}}}{R_{\textrm{BIAS}}} = \frac{U-U_{\textrm{D}}}{R_{\textrm{BIAS}}} = \frac{9V-4V}{470\Omega} = 10,64mA$

$P = U_{\textrm{D}} \cdot I_{\textrm{D}} = 4V \cdot 10,64mA \approx 43mW$

Fragen?


Links zu diesem Foliensatz