GET-Berechnungen in elektronischen Schaltkreisen

[EAM/EMT]

Schutz von Halbleiterbauelementen

Hier geht's in erster Linie um Anwendungen des "Ohm'schen Gesetzes", weil Halbleiterbauelemente ihren Strom nicht begrenzen. Das wird mit "Vorwiderständen" gemacht, die dafür kleine Heizungen sind. Siehe einige Arbeiten aus der Praxis:

Vorwiderstände für Dioden

Leuchtdioden

    Elektrische Werte
    
    z.B.:

    Betriebsstrom 30 mA                  
    Betriebsspannung max. 4,50 V
    Sperrspannung 5 V 
    Verlustleistung max. 135 mW
    Vorwärtsstrom max. 150 mA
Schaltbild einer LED mit Vorwiderstand:

Berechnung der Reihenschaltung

\( R_V = \frac { U_{Gl} - U_{DF}}{I_F} \)
dabei ist

  • \( R_V \) ... der Vorwiderstand
  • \( U_{Gl} \) ... die Versorgungsspannung
  • \( U_{Gl} - U_{DF} \) ... die Restspannung am Vorwiderstand
  • \( I_F \) ... der Betriebsstrom

Z-Dioden

 Eigenschaften
    
    z.B.:

 Gesamt-Verlustleistung: max. 500 mW
 zwei Toleranzreihen: ±2% und ca. ±5%
 Arbeitsspannungsbereich: 
   nominal 2,4 bis 75 V (Baureihe E24)
Schaltbild einer Z-Diode mit Vorwiderstand:

Berechnung der Reihenschaltung

\( R_V = \frac { U_{Gl} - U_{Z}}{I_R} \)
dabei ist

  • \( R_V \) ... der Vorwiderstand
  • \( U_{Gl} \) ... die Eingangsspannung
  • \( U_{Gl} - U_{Z} \) ... die Restspannung am Vorwiderstand
  • \( I_R \) ... der Betriebsstrom

Der Vorwiderstand in dieser einfachen Stabilisierungsschaltung hat den Nachteil, dass der Strom über einen allfälligen Verbraucher, der mit einer stabilen Spannung versort werden soll, ebenfalls über diesen RV fließt. Er wirkt als Innenwiderstand der stabilen Quelle mit allen bekannten Eigenschaften.

Zahlenspiel

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Transistor Schaltstufe

Operationsverstärker

Berechnung von Reglerschaltungen