ET Band 2 Kapitel 8 "Elektronik Teil 2"
Elektrotechnik für Elektroberufe, Auflage 2021
Elektrotechnik für Elektroberufe, Auflage 2021
Wie nennt man die abgebildete Schaltung?
Phasenanschnittsteuerung
Welches elektronische Bauteil ist hier abgebildet?
Transistor
Welche zwei Arten von Transistoren werden unterschieden?
Unipolare Transistoren
bipolare Transistoren
Bei den bipolaren Transistoren gibt es zwei mögliche Typen, die sich aufgrund der Schichtenfolge ergeben. Nennen Sie die beiden Typen.
- NPN Transistoren
- PNP Transistoren
Als Verstärker oder als Schalter.
Ein Transistor kann bezüglich dem Widerstand zwischen Kollektor und Basis auch mit einem elektronisch gesteuerten Potenziometer verglichen werden. Wie ist dies gemeint?
Wird bei einem Potenziometer mechanisch die Position des Schleifers verstellt, so ändert sich der Widerstand und es kann ein grösserer oder kleinerer Strom durch das Potenziometer fliessen. Bei einem Transistor kann durch das Ändern des Basisstromes der Widerstand zwischen dem Kollektor und Emitteranschluss verstellt werden. Wird beispielsweise ein grosser Basisstrom eingestellt, so wird auch ein grosser Kollektorstrom fliessen. Das Verändern der Schleiferstellung bei einem Poti, entspricht dem Verändern des Basisstromes bei einem Transistor.
Wie gross ist, allgemein betrachtet, der Emitterstrom IE?
Der Emitterstrom IE ist gleich der Summe aus Basisund Kollektorstrom (Knotenpunktregel).
Warum kann ein Transistor als verstärkendes Bauelement betrachtet werden?
Ein kleiner Basisstrom IB verursacht einen grossen Kollektorstrom IC (Stromverstärkung).
Wie ist die Gleichstromverstärkung B definiert?
Den Quotienten aus Kollektorstrom IC und Basisstrom IB nennt man Gleichstromverstärkung oder Gleichstromverhältnis B. Der Wert liegt in der Praxis zwischen 10 und 500.
Mit welchen Grössen ist die Eingangskennlinie eines Transistors definiert?
Bei der Eingangskennlinie wird der Basisstrom IB in Funktion der Basis-Emitter-Spannung UBE dargestellt.
Das Ausgangskennlinienfeld eines Transistors gibt den Zusammenhang zwischen dem Kollektorstrom IC und der Kollektor-Emitterspannung UCE an. Warum gibt es nicht nur eine Kennlinie, sondern ein ganzes Kennlinienfeld?
Da der Kollektorstrom bekanntlich auch vom Basisstrom abhängig ist, gibt es nicht nur eine einzelne Ausgangskennlinie, sondern eine Kennlinienschar.
Welcher bekannte Zusammenhang wird mittels Steuerkennlinie grafisch dargestellt?
Die Gleichstromverstärkung B
Welche Vorteile haben Transistoren, die als Schalter eingesetzt werden, gegenüber einem mechanischen Schalter?
Sie arbeiten schnell und geräuschlos. Es entsteht keine Funkenstrecke – und damit haben sie praktisch keine Abnützung.
Es gibt nur zwei mögliche Zustände. Entweder er leitet oder er sperrt.
Was wird von einem guten Schalttransistor gefordert?
Von einem guten Schalttransistor fordert man einen kleinen Durchgangswiderstand und einen sehr hohen Sperrwiderstand.
Aus wie vielen Halbleiterschichten ist ein Thyristor aufgebaut?
Aus vier Schichten.
Welche Anschlüsse besitzen Thyristoren?
A = Anode (Pluspolanschluss)
K = Katode (Minuspolanschluss)
G = Gate (englisch: Tor), Steuereingang
Erklären Sie vereinfacht die Funktionsweise eines Thyristors.
Der Thyristor kann durch einen Stromimpuls am Steuereingang G leitend gemacht werden. Der dann einsetzende Durchgangsstrom hält diesen Zustand aufrecht. Durch Unterbrechen des Stromes sperrt der Thyristor wieder, d.h. zwischen Anoden und Katodenanschluss sperrt der Thyristor.
Welcher wesentliche Unterschied besteht zwischen einem Transistor, der als Schalter eingesetzt wird und einem Thyristor?
Ein Transistor leitet, solange ein Basisstrom vorhanden ist.
Beim Thyristor reicht ein Impuls (Taster) am Steuereingang, damit er leitet.
Durch Unterbrechen des Stromes sperrt ein Thyristor. Wie kann dieser Stromkreis unterbrochen werden?
Ausschalten mittels Schalter oder Taster (Öffner)
Nulldurchgang bei Wechselspannung
Thyristoren werden häufig als schaltbare Dioden bezeichnet. Woran erkennen Sie den Zusammenhang mit einer Diode?
Wird der Thyristor in Sperrichtung betrieben, kann kein Laststrom fliessen. Die Durchlasskennlinie steigt ähnlich steil an, wie bei einer Diode.
Thyristoren leiten somit auch nur in eine Richtung.
Mit einem Diac.
Diac ist ein Kunstwort. „Di“ steht für Diode und „ac“ für Wechselstrom.
Welcher Unterschied besteht zwischen einem Thyristor und einem Triac?
Ein Thyristor kann nur Gleichströme schalten. Ein Triac Gleichströme und vor allem auch Wechselströme.
Der Triac wird für Spannungen bis 1200 V und Ströme bis 120 A hergestellt. Er lässt sich als Stellglied für Wechselstromverbraucher verwenden. Wie: als Dimmer für Lampen als Drehzahlregulierung von Universalmotoren als elektronisches Schütz.
Welche Leistung gibt eine 40 W/230V Glühlampe ab, wenn nur die Hälfte jeder Halbwelle durchgelassen wird?
Gelangt nur die Hälfte der Sinuskurve an den Verbraucher, so liegt er auch nur die Hälfte der Zeit an Spannung. Die Leistung beträgt somit ebenfalls die Hälfte 20 W.
Mit einem KO wurde der abgebildete Stromverlauf gemessen. Welche Schaltungen erzeugen einen solchen Stromverlauf?
Phasenanschnittsteuerung
Was sind IC’s?
Integrierte Schaltungen (Integrated Circuit) sind vollständige Funktionseinheiten mit sehr kleiner Baugrösse. Alle Funktionselemente (Transistoren, Widerstände usw.) sind untrennbar voneinander in einem Halbleiterkristall untergebracht.
Womit lassen sich die folgenden Grundschaltungen wie Addierer, Subtrahierer, Verstärker, Filterschaltungen, komplette Reglerschaltungen (wie z. B. ein elektronisch geregeltes Netzteil) realisieren?
Mittels Operationsverstärkern.
Gegeben ist die I-U-Kennlinie eines Diac’s. Beschreiben Sie in einfacher Form, was an den grün markierten Stellen beim Diac passiert.
Wird die Spannung von ca. 37 V überschritten, steigt der Strom stark an. Im Innern wird die Sperrschicht teilweise abgebaut, dadurch wird der Diac niederohmiger.
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Wie nennt man die abgebildete Schaltung?
Phasenanschnittsteuerung
Welches elektronische Bauteil ist hier abgebildet?
Transistor
Welche zwei Arten von Transistoren werden unterschieden?
Unipolare Transistoren
bipolare Transistoren
Bei den bipolaren Transistoren gibt es zwei mögliche Typen, die sich aufgrund der Schichtenfolge ergeben. Nennen Sie die beiden Typen.
- NPN Transistoren
- PNP Transistoren
Als Verstärker oder als Schalter.
Ein Transistor kann bezüglich dem Widerstand zwischen Kollektor und Basis auch mit einem elektronisch gesteuerten Potenziometer verglichen werden. Wie ist dies gemeint?
Wird bei einem Potenziometer mechanisch die Position des Schleifers verstellt, so ändert sich der Widerstand und es kann ein grösserer oder kleinerer Strom durch das Potenziometer fliessen. Bei einem Transistor kann durch das Ändern des Basisstromes der Widerstand zwischen dem Kollektor und Emitteranschluss verstellt werden. Wird beispielsweise ein grosser Basisstrom eingestellt, so wird auch ein grosser Kollektorstrom fliessen. Das Verändern der Schleiferstellung bei einem Poti, entspricht dem Verändern des Basisstromes bei einem Transistor.
Wie gross ist, allgemein betrachtet, der Emitterstrom IE?
Der Emitterstrom IE ist gleich der Summe aus Basisund Kollektorstrom (Knotenpunktregel).
Warum kann ein Transistor als verstärkendes Bauelement betrachtet werden?
Ein kleiner Basisstrom IB verursacht einen grossen Kollektorstrom IC (Stromverstärkung).
Wie ist die Gleichstromverstärkung B definiert?
Den Quotienten aus Kollektorstrom IC und Basisstrom IB nennt man Gleichstromverstärkung oder Gleichstromverhältnis B. Der Wert liegt in der Praxis zwischen 10 und 500.
Mit welchen Grössen ist die Eingangskennlinie eines Transistors definiert?
Bei der Eingangskennlinie wird der Basisstrom IB in Funktion der Basis-Emitter-Spannung UBE dargestellt.
Das Ausgangskennlinienfeld eines Transistors gibt den Zusammenhang zwischen dem Kollektorstrom IC und der Kollektor-Emitterspannung UCE an. Warum gibt es nicht nur eine Kennlinie, sondern ein ganzes Kennlinienfeld?
Da der Kollektorstrom bekanntlich auch vom Basisstrom abhängig ist, gibt es nicht nur eine einzelne Ausgangskennlinie, sondern eine Kennlinienschar.
Welcher bekannte Zusammenhang wird mittels Steuerkennlinie grafisch dargestellt?
Die Gleichstromverstärkung B
Welche Vorteile haben Transistoren, die als Schalter eingesetzt werden, gegenüber einem mechanischen Schalter?
Sie arbeiten schnell und geräuschlos. Es entsteht keine Funkenstrecke – und damit haben sie praktisch keine Abnützung.
Es gibt nur zwei mögliche Zustände. Entweder er leitet oder er sperrt.
Was wird von einem guten Schalttransistor gefordert?
Von einem guten Schalttransistor fordert man einen kleinen Durchgangswiderstand und einen sehr hohen Sperrwiderstand.
Aus wie vielen Halbleiterschichten ist ein Thyristor aufgebaut?
Aus vier Schichten.
Welche Anschlüsse besitzen Thyristoren?
A = Anode (Pluspolanschluss)
K = Katode (Minuspolanschluss)
G = Gate (englisch: Tor), Steuereingang
Erklären Sie vereinfacht die Funktionsweise eines Thyristors.
Der Thyristor kann durch einen Stromimpuls am Steuereingang G leitend gemacht werden. Der dann einsetzende Durchgangsstrom hält diesen Zustand aufrecht. Durch Unterbrechen des Stromes sperrt der Thyristor wieder, d.h. zwischen Anoden und Katodenanschluss sperrt der Thyristor.
Welcher wesentliche Unterschied besteht zwischen einem Transistor, der als Schalter eingesetzt wird und einem Thyristor?
Ein Transistor leitet, solange ein Basisstrom vorhanden ist.
Beim Thyristor reicht ein Impuls (Taster) am Steuereingang, damit er leitet.
Durch Unterbrechen des Stromes sperrt ein Thyristor. Wie kann dieser Stromkreis unterbrochen werden?
Ausschalten mittels Schalter oder Taster (Öffner)
Nulldurchgang bei Wechselspannung
Thyristoren werden häufig als schaltbare Dioden bezeichnet. Woran erkennen Sie den Zusammenhang mit einer Diode?
Wird der Thyristor in Sperrichtung betrieben, kann kein Laststrom fliessen. Die Durchlasskennlinie steigt ähnlich steil an, wie bei einer Diode.
Thyristoren leiten somit auch nur in eine Richtung.
Mit einem Diac.
Diac ist ein Kunstwort. „Di“ steht für Diode und „ac“ für Wechselstrom.
Welcher Unterschied besteht zwischen einem Thyristor und einem Triac?
Ein Thyristor kann nur Gleichströme schalten. Ein Triac Gleichströme und vor allem auch Wechselströme.
Der Triac wird für Spannungen bis 1200 V und Ströme bis 120 A hergestellt. Er lässt sich als Stellglied für Wechselstromverbraucher verwenden. Wie: als Dimmer für Lampen als Drehzahlregulierung von Universalmotoren als elektronisches Schütz.
Welche Leistung gibt eine 40 W/230V Glühlampe ab, wenn nur die Hälfte jeder Halbwelle durchgelassen wird?
Gelangt nur die Hälfte der Sinuskurve an den Verbraucher, so liegt er auch nur die Hälfte der Zeit an Spannung. Die Leistung beträgt somit ebenfalls die Hälfte 20 W.
Mit einem KO wurde der abgebildete Stromverlauf gemessen. Welche Schaltungen erzeugen einen solchen Stromverlauf?
Phasenanschnittsteuerung
Was sind IC’s?
Integrierte Schaltungen (Integrated Circuit) sind vollständige Funktionseinheiten mit sehr kleiner Baugrösse. Alle Funktionselemente (Transistoren, Widerstände usw.) sind untrennbar voneinander in einem Halbleiterkristall untergebracht.
Womit lassen sich die folgenden Grundschaltungen wie Addierer, Subtrahierer, Verstärker, Filterschaltungen, komplette Reglerschaltungen (wie z. B. ein elektronisch geregeltes Netzteil) realisieren?
Mittels Operationsverstärkern.
Gegeben ist die I-U-Kennlinie eines Diac’s. Beschreiben Sie in einfacher Form, was an den grün markierten Stellen beim Diac passiert.
Wird die Spannung von ca. 37 V überschritten, steigt der Strom stark an. Im Innern wird die Sperrschicht teilweise abgebaut, dadurch wird der Diac niederohmiger.