SGD Einsendeaufgabe GIEL01B-XX1-K13

1. Aufgabe:
Gegeben ist folgende Verstärkerstufe

Die Aussteuerung erfolgt mit einer Spannung ûGS = 0,2 V.
a) Berechnen Sie bitte die Endpunkte der Arbeitsgeraden und zeichnen Sie die Arbeitsgerade ein. Stellen Sie zeichnerisch im folgenden Kennlinienfeld (Seite 2) des FETs den Verstärkungsvorgang dar.
b) In welcher Größe liegt der differentielle Eingangswiderstand der Schaltung re? Begründen Sie bitte Ihre Aussage, eine Rechnung ist nicht nötig!
c) Bestimmen Sie über die Kennlinie
• die Verstärkung VU und die Steilheit S,
• den differenziellen Ausgangswiderstand rDS des N-Kanal-FET,
• den differenziellen Ausgangswiderstand ra der Schaltung.
Hinweis zur Bestimmung des differentiellen Ausgangswiderstands rDS des FETs:
Da die Kurve ID = f(UDS) flach verläuft, was die genaue Bestimmung von rDS erschwert, verwenden Sie bitte als Annäherung und Hilfe die Steigung der im folgenden Kennlinienfeld eingetragenen Hilfsgeraden bei UGS = -1 V.

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2. Aufgabe:
Nennen Sie drei Gründe, warum mit einem Leistungs-MOS-FET Ströme über die Drain-Source-Strecke z.B. 120 A geschaltet werden können.
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3. Aufgabe:
Von einem Thyristor in einem 50-Hz-Wechselstromnetz sind die Schleusenspannung mit 0,85 V, die Verluste mit 61,8 W, der arithmetische Mittelwert des Durchlassstromes von 60 A und der Ersatzwiderstand mit 4 m bekannt.
Berechnen Sie den Effektivwert des Durchlassstromes!
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4. Aufgabe:
Begründen Sie bitte den folgenden Satz:
Ein Thyristor kann unmittelbar nach dem Aufschalten des Steuerimpulses nicht sofort den höchsten Strom führen.
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5. Aufgabe:
Sie wollen in einer 50-Hz-Hausinstallation mit û = 311 V einen Thyristor verwenden.
Wie groß müssen UDRM bzw. URRM mindestens sein, wenn Sie mit einem geringen Sicherheitsabstand (Siehe Ende Kap. 6.3.3!) zufrieden sind?
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6. Aufgabe:
Gegeben ist folgende Durchlasskennlinie eines Thyristors:

a) Wie groß sind bei einem Typenstrom ITyp = 180 A die Schleusenspannung und der Ersatzwiderstand?
b) Zeichnen Sie die Gerade für den Ersatzwiderstand ein.
c) Wie groß wird die Durchlassspannung für einen Durchlassstrom von 300 A
1. rechnerisch und
2. zeichnerisch?
Der Lösungsweg muss ersichtlich sein!