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elektronische_schaltungstechnik:2_transistoren [2022/04/20 19:56]
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elektronische_schaltungstechnik:2_transistoren [2023/09/19 23:09] (aktuell)
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-====== 2Dioden und Transistoren ======+====== 2 Dioden und Transistoren ======
  
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-Eine schöne Einführung ist im [[https://lx3.mint-kolleg.kit.edu/onlinekursphysik/html/1.4.3/xcontent5.html|KIT Brückenkurs - 4.3.Dioden und Transistoren (*)]] zu finden. \\ Aus dieser Einführung sind einige der folgenden Passagen, Videos und Bilder entnommen.+Eine schöne Einführung ist im [[https://lx3.mint-kolleg.kit.edu/onlinekursphysik/html/1.5.3/xcontent5.html|KIT Brückenkurs - 1.5.Dioden und Transistoren (*)]] zu finden. \\ Aus dieser Einführung sind einige der folgenden Passagen, Videos und Bilder entnommen.
 \\ \\ \\ \\
 Eine weitere Einführung finden Sie unter [[https://www.leifiphysik.de/elektronik|LEIFIphysik]]. Eine weitere Einführung finden Sie unter [[https://www.leifiphysik.de/elektronik|LEIFIphysik]].
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 === Einführendes Beispiel=== === Einführendes Beispiel===
 Die Elektronik in PCs, Mobiltelefonen, elektrischen Zahnbürsten und wie allen anderen digitalen Begleitern basiert auf Transitorschaltungen (vgl. [[grundlagen_der_digitaltechnik:im Herzen eines Computers]]). In [[:Grundlagen der Digitaltechnik:start]] wurde bereits erläutert, dass alle logischen Schaltungen über konjunktive und disjunktive Normalform auf NAND bzw. NOR Gatter zurückgeführt werden kann. Diese wiederum bestehen aus Transistoren. In der unten stehenden Simulation ist die Struktur eines NAND-Gatters in der aktuellen CMOS-Struktur dargestellt. CMOS deutet hierbei auf die Struktur der Schaltung und der Halbleiter Struktur hin: **C**omplementary **m**etal-**o**xide-**s**emiconductor - eine gegensätzlich ergänzende Schaltung aus Halbleitern der Struktur Metall-Oxid-Halbleiter.  Die Elektronik in PCs, Mobiltelefonen, elektrischen Zahnbürsten und wie allen anderen digitalen Begleitern basiert auf Transitorschaltungen (vgl. [[grundlagen_der_digitaltechnik:im Herzen eines Computers]]). In [[:Grundlagen der Digitaltechnik:start]] wurde bereits erläutert, dass alle logischen Schaltungen über konjunktive und disjunktive Normalform auf NAND bzw. NOR Gatter zurückgeführt werden kann. Diese wiederum bestehen aus Transistoren. In der unten stehenden Simulation ist die Struktur eines NAND-Gatters in der aktuellen CMOS-Struktur dargestellt. CMOS deutet hierbei auf die Struktur der Schaltung und der Halbleiter Struktur hin: **C**omplementary **m**etal-**o**xide-**s**emiconductor - eine gegensätzlich ergänzende Schaltung aus Halbleitern der Struktur Metall-Oxid-Halbleiter. 
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-{{youtube>KjyHta5p9WE?size=543x392}} +{{url>https://thm.cloud.panopto.eu/Panopto/Pages/Embed.aspx?id=e25952d6-1d94-432b-9195-aea500d5c4bc&autoplay=false&offerviewer=true&showtitle=true&showbrand=false&captions=false&interactivity=all" height="405" width="720" style="border: 1px solid #464646;" allowfullscreen allow="autoplay"}}
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 In der Simulation rechts sind die gleichen Spannungsverhältnisse wie in <imgref pic3> (1)...(3) dargestellt. Durch den Wechselschalter links ist es möglich die Spannung $U_{DS}$ über den Transistor zu invertieren. Wird diese negativ, so stellt sich eine etwas andere Situation ein: Der MOSFET scheint leitfähig zu werden, unabhängig davon, welche Spannung $U_{GS}$ annimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich im Schichtenaufbau eine weitere Diode versteckt hat: zwischen Bulk (p) und Drain (n) hat sich eine Sperrschicht ausgebildet, welche bei $U_{DS}<0$ und mit der Anbindung von Bulk und Source in Durchlassrichtung betrieben wird. Diese sogenannte Body-Diode ist in der Simulation bei (3b) explizit eingebaut. In der Simulation rechts sind die gleichen Spannungsverhältnisse wie in <imgref pic3> (1)...(3) dargestellt. Durch den Wechselschalter links ist es möglich die Spannung $U_{DS}$ über den Transistor zu invertieren. Wird diese negativ, so stellt sich eine etwas andere Situation ein: Der MOSFET scheint leitfähig zu werden, unabhängig davon, welche Spannung $U_{GS}$ annimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich im Schichtenaufbau eine weitere Diode versteckt hat: zwischen Bulk (p) und Drain (n) hat sich eine Sperrschicht ausgebildet, welche bei $U_{DS}<0$ und mit der Anbindung von Bulk und Source in Durchlassrichtung betrieben wird. Diese sogenannte Body-Diode ist in der Simulation bei (3b) explizit eingebaut.
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 +Beim realen MOSFET als Bauteil begrenzt die Dicke des Kanals den Stromfluss. Um den maximalen Stromfluss zu erhöhen, wird der dargestellte Schichtaufbau mehrfach nebeneinandergelegt. Eine Variante davon ist der ist der HEXFET (Markenname von IR), welche in {{elektronische_schaltungstechnik:an-1005_powermosfet_designguidelines.pdf#page=6|dieser Application Note}} zu finden ist.
  
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 +==== Rückkoppelschaltungen mit Transistoren ====
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 +Mit zwei Transistoren kann eine sogenannte **Astabile Kippstufe** erstellt werden (siehe folgende Schaltung). Bei dieser sind zunächst beide Kondensatoren entladen. Um die Schaltung zu verstehen wurde durch den offenen Schalter $S$ die Kopplung beider Teile der Schaltung getrennt. Wird nun die Simulation gestartet, so geschieht diese Abfolge:
 +  - Es fließt ein Basis-Strom $I_B$ über $Q1$, da $U_{BE}$ im Bereich $0.6V$ liegt. 
 +  - Damit wird $C2$ auf ca. $5V-0.6V$ aufgeladen. 
 +  - In dieser Situation nähert sich die Spannung am Knoten $K2$ $5V$ und am Knoten $K1$ $0V$. 
 +  - $C1$ ist damit auf $5V$ aufgeladen. 
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 +Wird nun der Schalter $S$, dann stellt der Kondensator $C1$ Strom für die Basis von $Q2$ bereit. Damit schaltet $Q2$ durch, womit die Spannung in Knoten $K2$ abrupt fällt. Durch den aufgeladene Kondensator $C2$ wird damit auch die Spannung an der Basis von $Q1$ nach unten gezogen, womit der Transistor $Q1$ öffnet. Damit sind nun die Situationen 1. und 2. in der obigen Abfolge für den Transistor $Q2$ wahr. D.h. die Situation hat sich gerade umgedreht. Da jeweils durch den durchgeschalteten Transistor dessen Kondensator an der Basis entladen wird und der entgegengesetzte aufgeladen wird, wechseln sich die Transistoren beim Durchschalten ab. 
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 +{{url>https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?running=false&ctz=CQAgjCAMB0l3BWEAOaAmZYCcB2BzkcBmLUhJBSECqhAUwFowwAoAJ3DDRCwDZPuYHPypEikdiDSRkPftNlCR4SNMkZZfKQXDCoKtRyLIALHJDGzS-UTUBjAbvkyn+mPEhhZ7z1FieWB0tXDVcqHzgvP0jogIB3C1NXYLQTcJYAF21ZNAR+FLz9CHCVKgATOgAzAEMAVwAbDJYE1KoFbKlCiRada3bckUypFwHHUapiorgQCpqGpoTmQT0lqTSoFgAlRy1Vk299daQSmAQWAHMxnEEuC0gzdMuU68SzcQeNgA9wBCwpW6EfzQYCQVn4AGFWN8iEJ-kQLEQcP9+GCQOC0CxvsgkGheBNIPJePDUQBFKEWLBtX4gEzMKS8bikjFpeHYbj9VJrEpYAD6Ax5kB5tNUPLA6AQAugYB5TD5PN5RBYLKkL3a7y5+mQfLyAqFYBFMBhuUlJhl0rQPK1iuVtgmGAsCEEeP0Eq4WsFwotEpgptlXp51sgrJMVnt1jAzqoprdus9PO9UrNctNiu27S07X2bhptGzpy2HQzOizJSOeegZ22wS0wRLh1zJwrLAAzsNFHpWm2iiAavVm3RMVJxLogesvIzwPwAMqDnBI5hIZgTKKozZi8lCG5maSL2GrsUY765G447GcWSrtDoQdEEx-ZhvZA3JGXqWD-Wss9cCBeC9rEAAPI3jgVhJCQgiEDS-5Ad8c7gGeuzFpOIAANLkiQ86YDSEbwWYqIoRiAD2KggLwZgopApAoNApiUQgRrSHehDeP4vhtCASK8CwxF-GR9ZUVexywLk4BSDwFgsEAA 800,500 noborder}}
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 +Diese eher abstrakte Schaltung hat diverse Anwendungen. Eine besondere ist in der folgenden Simulation dargestellt und wird gelegentlich im Internet referenziert (z.B. auf [[https://www.mikrocontroller.net/topic/325889|Mikrocontroller.net]]. Hierbei handelt es sich um eine Schaltung, mit welcher per Ultraschallsender und -empfänger der Abstand zu einem Ultraschall-reflektierenden Gegenstand ermittelt werden kann. Auf der linken Seite ist der Ultraschall-Empfänger zu sehen, welcher über einen Schwingkreis repräsentiert werden kann. Gleiches gilt für den Empfänger auf der rechten Seite. Beide Transistoren sind durch einen Kondensator verbunden, dessen eines Potential über ein Potentiometer eingestellt werden kann (siehe auch Slider "Spannungsteiler"). Zunächst scheint die Schaltung nicht vollständig mit der obigen Schaltung übereinzustimmen. Jedoch gibt der Sender auch Energie an den Empfänger und koppelt so mit diesem. Damit wirkt auch wieder eine Gegenkopplung - in der Simulation kann über das Schließen des Schalters $S$ die Kopplung aktiviert werden. 
 +Hinweis: Die Kopplung über Luft, Sender und Empfänger sind nur rudimentär umgesetzt (speziell die Übertragung, Dämpfung und die Impedanzen von Sender und Empfänger). 
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 +{{url>https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?running=false&ctz=CQAgjCBMCmC0Ac4AMA6SSmQOxYMxPkgDYBOErEAViSpABZcq4wwAoAFxBKKgPCJrpENCDREYQAZwAOASwDGcACbQAZgEMArgBt2rAO78RAo+BKQQSA6bAnupq-K48hzqHTFQ0GH77+44EksULAtUUNYAczdsC3tIeGFLKNNISDpUxMtkgCVTe1saIgzPD1pPVEpWACcYvgKTGlwSH1YwLAzCtzBzcDpOqGoJVDSEv3GkRgBlaXUAOznNOcjJdmhZbWhq1icei1d0wT5BbwnxmAQQXBRcCmvbjncjxASX4-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 800,500 noborder}}
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 +===== Weiterführendes =====
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 +==== realer Aufbau von (Bipolar)Transistoren ====
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 +Die konzeptionelle Darstellung eines modernen Bipolartransistors ist z.B. in [[https://web.eecs.utk.edu/~azeumaul/courses/ee531/fall2019/lecturenotes/ECE531-Fall-19-Lecture-15-BJT%20Temporal%20Response.pdf#page=2|diesem]] Skript der University of Tennessee zu sehen. Dort ist in der Skizze eine einzelne Transistorzelle abgebildet, welche durch sog. Trenches (zu deutsch {{wpde>Grabenisolation|Graben}}) abgetrennt ist. Ein Querschnitt eines realen Transistor ist in [[https://www.ihp-microelectronics.com/php_scripts/publications/full_text_final_files/ruecker_sige-hbt-book-11-2018.pdf#page=13|diesem]] Paper des Leibniz Institut zu finden.
 +
 +Typische Vertreter von Bipolartransistoren sind BC857 (PNP) und BC846 (NPN).
 +
 ==== Weitere MOSFET Anwendungen==== ==== Weitere MOSFET Anwendungen====
  
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   - als chemischer Sensor für diverse Materialien (siehe {{wpde>Chemisch_sensitiver_Feldeffekttransistor}})   - als chemischer Sensor für diverse Materialien (siehe {{wpde>Chemisch_sensitiver_Feldeffekttransistor}})
   - als Bindeglied zwischen Photonik/Optoelektronik und klassischer Elektronik   - als Bindeglied zwischen Photonik/Optoelektronik und klassischer Elektronik
 +
 +==== Andere Arten von elektronischen Schaltern ====
 +
 +Um größere Ströme steuern zu können werden häufig MOSFET und Bipolartransistor kombiniert: der Bipolartransistor kann dabei die großen Ströme schalten und der MOSFET stellt den Steuerstrom für den Bipolartransistor bereit. Prinzipiell ähnelt die Schaltung dann einem Darlingtontransistor, bei dem ein MOSFET einen Bipolartransistor steuert. In der praktischen Umsetzung sind beide Transistoren auf dem gleichen Substrat ineinander verschachtelt. Dieser Transistortyp wird [[https://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor_mit_isolierter_Gate-Elektrode|IGBT]] genannt. Einige Automobilhersteller nutzen diesen in Elektrofahrzeugen zur Wandlung der Batterie-Gleichspannung in eine Wechselspannung für den Motor. Dazu werden Halbbrücken verwendet; ein Beispiel für eine solche ist die von Bosch entwickelte IGBT-Halbbrücke: 
 +
 +{{elektronische_schaltungstechnik:bosch_automotive_electronics_-_igbt_half_bridge_for_h_ev_inverters.mp4}}
 +
 +Neben den IGBTs kommen mit neuen Materialien wie {{wpde>Galliumnitrid#Einsatzgebiete|GalliumNitrid}} und {{wpde>Siliciumcarbid#Halbleitermaterial|Siliciumcarbid}} auch neue Komponenten in den Fokus. Dabei wird der MOSFET zum {{wpde>Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistor}} (MESFET) abgewandelt: Bei diesem wird ein leitfähiger Bereich (Kanal) durch eine Sperrschicht eingeschnürt. Die Sperrschicht entsteht hier direkt durch Kontakt des metallischen Gate Anschlusses mit dem Halbleiter. Der Kontakt entspricht gerade einer Schottky-Diode. In der Praxis wird das Konzept zum {{wpde>High-electron-mobility transistor}} weiterentwickelt, da diese sowohl hohe Spannungsfestigkeit, als auch hohe Stromtragfähigkeit versprechen.
  
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-====== Exercises ======+====== Übungen ======
  
 <panel type="info" title="Aufgabe 2.8.1: Strom-/Spannungs-/Leistungsbegrenzung"> <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%> <panel type="info" title="Aufgabe 2.8.1: Strom-/Spannungs-/Leistungsbegrenzung"> <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%>
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 Dieses Gerät soll die Energie aus einer $12V$-Batterie beziehen um zyklisch Informantionen über WLAN zu übermitteln. Der WLAN Chip benötigt $3.3V$ Versorgungsspannung und zieht bis zu $800mA$ an Strom sobald er Daten überträgt. Dieses Gerät soll die Energie aus einer $12V$-Batterie beziehen um zyklisch Informantionen über WLAN zu übermitteln. Der WLAN Chip benötigt $3.3V$ Versorgungsspannung und zieht bis zu $800mA$ an Strom sobald er Daten überträgt.
  
-Für die Versogung soll ein Linearregler genutzt werden. Konkret soll ein LM317 Regler verwendet werden. Ein Linearregler agiert als geregelter Widerstand, welcher seinen Spannungsabfall gerade so einregelt, dass eine vorgegebene, konstante Spannung an seinem Ausgang entsteht. Diese Ausgangsspannung kann über einen Spannungsteiler eingestellt werden.+Für die Versorgung soll ein Linearregler genutzt werden. Konkret soll ein LM317 Regler verwendet werden. Ein Linearregler agiert als geregelter Widerstand, welcher seinen Spannungsabfall gerade so einregelt, dass eine vorgegebene, konstante Spannung an seinem Ausgang entsteht. Diese Ausgangsspannung kann über einen Spannungsteiler eingestellt werden.
  
   - Analysieren Sie das [[https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf|LM317 Datenblatt]] um herauszufinden, ob der LM317 für folgenden Arbeitspunkt geeignet ist:    - Analysieren Sie das [[https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf|LM317 Datenblatt]] um herauszufinden, ob der LM317 für folgenden Arbeitspunkt geeignet ist: 
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 Es soll untenstehende Schaltung (zunächst mit den darin angegebenen Werten) gegeben sein. Es soll untenstehende Schaltung (zunächst mit den darin angegebenen Werten) gegeben sein.
-  - In Fall $1$ ist der Basisstrom mit $I_{B,1}=50\mu A$ und die Stromverstärkung $\beta=150$ gegeben. \\ Berechnen Sie den Spannungsabfall $U_L$ an der Last $R_L$ und die Spannung $U_{CE}$.+  - In Fall $1$ ist der Basisstrom mit $I_{B,1}=50\mu A$ und die Stromverstärkung $\beta_1=150$ gegeben. \\ Berechnen Sie den Spannungsabfall $U_{L,1}$ an der Last $R_L$ und die Spannung $U_{CE,1}$.
   - Im Fall $2$ wird ein Basisstrom $I_{B,2}=250\mu A$ benötigt.    - Im Fall $2$ wird ein Basisstrom $I_{B,2}=250\mu A$ benötigt. 
     - Berechnen Sie dafür als erstes $U_{BE,1}$ in der ersten Situation. $U_{BE}$ wird nun als konstant angenommen ($U_{BE}=U_{BE,1}=U_{BE,2}$).     - Berechnen Sie dafür als erstes $U_{BE,1}$ in der ersten Situation. $U_{BE}$ wird nun als konstant angenommen ($U_{BE}=U_{BE,1}=U_{BE,2}$).
-    - Berechnen Sie den benötigten Wert für $R$. +    - Berechnen Sie den benötigten Wert für $R_{B,2}$. 
-    - Starten Sie die Simulation und setzen Sie $R$ zu dem berechneten Wert. Versuchen Sie $\beta$ zu ermitteln. Warum ist dies nun nicht mehr $\beta = 150$?+    - Starten Sie die Simulation und setzen Sie $R_B$ zu dem berechneten Wert. Versuchen Sie $\beta_2$ zu ermitteln. Warum ist dies nun nicht mehr gleich $\beta_1 = 150$?
  
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 Es sei die Schaltung in der Simulation unten gegeben. Die Transistoren hier werden "High Side Switch" bzw. "Low Side Switch" genannt, abhängig von der Spannung zu welcher diese schalten können. In den dargestellten Schaltungen kann jeder Transistor jeweils den Strom über einen Lastwiderstand von $10\Omega$ steuern. Als Eingangsspannung zur Basis / Gate soll ein logisches Signal mit den Spannungsniveaus von $0V$ und $5V$ genutzt werden. Es sei die Schaltung in der Simulation unten gegeben. Die Transistoren hier werden "High Side Switch" bzw. "Low Side Switch" genannt, abhängig von der Spannung zu welcher diese schalten können. In den dargestellten Schaltungen kann jeder Transistor jeweils den Strom über einen Lastwiderstand von $10\Omega$ steuern. Als Eingangsspannung zur Basis / Gate soll ein logisches Signal mit den Spannungsniveaus von $0V$ und $5V$ genutzt werden.
-  - Erklären Sie die vorteile von MOSFET im Vergleich zu Bipolartransistoren anhand dieser Anwendung.+  - Erklären Sie die Vorteile von MOSFET im Vergleich zu Bipolartransistoren anhand dieser Anwendung.
   - Ädern Sie die Spannung $VCC$ von $5V$ zu $15V$ durch den Schalter in der unteren linken Ecke. Sind die Transistoren immernoch fähig in allen Konfiguationen zwischen Kurzschluss und offener Leitung hin und her zu schalten?   - Ädern Sie die Spannung $VCC$ von $5V$ zu $15V$ durch den Schalter in der unteren linken Ecke. Sind die Transistoren immernoch fähig in allen Konfiguationen zwischen Kurzschluss und offener Leitung hin und her zu schalten?
-  - Wie könnte dieses Problem gelöst werden? Versuchen Sie die Bipolarschaltung des Low Side Switch als Treiberschaltung für den FET High Side Switch zu nutzen.+  - Wie könnte dieses Problem gelöst werden? Versuchen Sie die Bipolarschaltung des Low Side Switch als Treiberschaltung für den FET High Side Switch zu nutzen. Erweitern Sie dazu die Schaltung in der Simulation
  
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 +<wrap #EST_Aufgabe2104 />
 <panel type="info" title="Aufgabe 2.10.4: Einfacher Temperaturdetektor"> <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%> <panel type="info" title="Aufgabe 2.10.4: Einfacher Temperaturdetektor"> <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%>
  
 Es soll die Schaltung unten gegeben sein. $R_2$ ist ein NTC Widerstand, der als Sensor das Überschreiten einer Grenztemperatur detektierbar machen soll. In der Schaltung kann die Temperatur über den Regler ''Temperature'' rechts geändert werden. Es soll die Schaltung unten gegeben sein. $R_2$ ist ein NTC Widerstand, der als Sensor das Überschreiten einer Grenztemperatur detektierbar machen soll. In der Schaltung kann die Temperatur über den Regler ''Temperature'' rechts geändert werden.
  
-  - Als Erstes soll der Reihenwiderstand vor der LED berechnet werden. Dazu kann der Spannungsabfall $U_{CE}$ am Bipolartransistor zunächst vernachlässigt werden. Die LED soll bei $10mA$ hell leuchten (das Leuchten startet etwa bei  $1mA$). Die Versorgungsspannug sei $U_S=5.0V$ und die Kniespanung der LED $U_{LED}=1.7V$.  +  - Als Erstes soll der Reihenwiderstand vor der LED berechnet werden. Dazu kann der Spannungsabfall $U_{CE}$ am Bipolartransistor zunächst vernachlässigt werden. Die LED soll bei $10mA$ hell leuchten (das Leuchten startet etwa bei  $1mA$). Die Versorgungsspannung sei $U_S=5.0V$ und die Kniespannung der LED $U_{LED}=1.7V$.  
-    - Was ist der ideals Wert für $R_D$?+    - Was ist der ideale Wert für $R_D$?
     - In der Simulation ist der Wert nicht korrekt. Welchen Effekt hat dies?     - In der Simulation ist der Wert nicht korrekt. Welchen Effekt hat dies?
   - Als Zweites soll das System für einen Detektion der Grenztemperatur von $T_0=50°C$ konzeptioniert werden.    - Als Zweites soll das System für einen Detektion der Grenztemperatur von $T_0=50°C$ konzeptioniert werden. 
     - Die $R(T)$-Kennlinie des NTC $R_2$ ist im Diagramm unten dargestellt. Was ist der Wert von $R_2(T_0)$?     - Die $R(T)$-Kennlinie des NTC $R_2$ ist im Diagramm unten dargestellt. Was ist der Wert von $R_2(T_0)$?
-    - Der Bipolartransistor soll für $U_{BC}=0.6V$ voll leitfähig sein. Welchen Wer muss $R_1$ haben? +    - Der Bipolartransistor soll für $U_{BC}=0.6V$ voll leitfähig sein. Welchen Wert muss $R_1$ haben? 
  
 {{drawio>diagramtemperaturesensor}} {{drawio>diagramtemperaturesensor}}
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 {{elektronische_schaltungstechnik:transistor_frage.png}} {{elektronische_schaltungstechnik:transistor_frage.png}}
  
-<quizlib id="quiz" rightanswers="[['a2'],['a1','a2'], ['a1']]" submit="Antworten überprüfen">+<quizlib id="quiz" rightanswers="[['a2'],['a1','a2'], ['a0','a1']]" submit="Antworten überprüfen">
  
 <question title="Welche der folgenden Aussage(n) ist/sind mit Blick auf das Bild oben richtig?" type="checkbox"> <question title="Welche der folgenden Aussage(n) ist/sind mit Blick auf das Bild oben richtig?" type="checkbox">
-Der Transistor hat intern eine npn-Struktur| +Der Transistor hat intern eine npn-Struktur.
-Der Kollektoranschluss ist unten| +Der Kollektoranschluss ist unten.
-Es handelt sich um einen Bipolartransistor| +Es handelt sich um einen Bipolartransistor.
-Um I_C fließen zu lassen, muss die  Spannung U_BE positiv werden+Um I_C fließen zu lassen, muss die  Spannung U_BE positiv werden.
 </question> </question>
  
 <question title="Welche Aussage(n) zur Bipolartransistoren ist/sind korrekt?" type="checkbox"> <question title="Welche Aussage(n) zur Bipolartransistoren ist/sind korrekt?" type="checkbox">
-Der Strom I_C bzw. die Spannung  U_BC regelt den Stromfluss I_B|+Der Strom I_C bzw. die Spannung  U_BC regelt den Stromfluss I_B.|
 Die Eingangskennlinie eines Bipolartransistors entpricht der einer Diode.| Die Eingangskennlinie eines Bipolartransistors entpricht der einer Diode.|
 Nachteil des Bipolartransistors ist der kontinuierlich notwendige Stromfluss, im leitfähigen Zustand.| Nachteil des Bipolartransistors ist der kontinuierlich notwendige Stromfluss, im leitfähigen Zustand.|
-VCC steht für Voltage Common Connector+VCC steht für Voltage Common Connector.
 </question> </question>
  
 <question title="Welche Aussage(n) zur MOSFETs ist/sind korrekt?" type="checkbox"> <question title="Welche Aussage(n) zur MOSFETs ist/sind korrekt?" type="checkbox">
-MOSFET steht für den Aufbau des Feldeffekttransistors aus Metalloxid und Halbleiter | +MOSFET steht für den Aufbau des Feldeffekttransistors aus Metalloxid und Halbleiter.
-Durch die Bodydiode wirkt der MOSFET in eine Richtung wie eine Diode| +Durch die Bodydiode wirkt der MOSFET in eine Richtung wie eine Diode.
-Anreicherungstyp MOSFET sind mit $U_{GS} =0V$ leitfähig| +Anreicherungstyp MOSFET sind mit $U_{GS} =0V$ leitfähig.
-Bei n-Kanal MOSFETs sind Löcher die Strom-führenden Ladungsträger+Bei n-Kanal MOSFETs sind Löcher die Strom-führenden Ladungsträger.
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