GIEL01B-XX1-K13 Einsendeaufgabe (ILS/SGD) – Note 1 inkl. Korrektur & Lösungen

1. Gegeben ist folgende Verstärkerstufe

Die Aussteuerung erfolgt mit einer Spannung û GS = 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 V U und die Steilheit S,

– den differenziellen Ausgangswiderstand r DS des N-Kanal-FET,

– den differenziellen Ausgangswiderstand r a der Schaltung.

Hinweis zur Bestimmung des differentiellen Ausgangswiderstands r DS des FETs:

Da die Kurve I D = 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 U GS = -1 V.

2. Nennen Sie drei Gründe, warum mit einem Leistungs-MOS-FET Ströme über die Drain-Source-Strecke z. B. 120 A geschaltet werden können.

3. 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!

4. Begründen Sie bitte den folgenden Satz:

Ein Thyristor kann unmittelbar nach dem Aufschalten des Steuerimpulses nicht sofort den höchsten Strom führen.

5. Sie wollen in einer 50-Hz-Hausinstallation mit û = 311 V einen Thyristor verwenden.

Wie groß müssen U DRM bzw. U RRM mindestens sein, wenn Sie mit einem geringen Sicherheitsabstand (Siehe Ende Kap. 6.3.3!) zufrieden sind?

6. Gegeben ist folgende Durchlasskennlinie eines Thyristors:

a) Wie groß sind bei einem Typenstrom I Typ = 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!