Diodennetzwerk Diode sperrt < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | In der folgenden Schaltung sei die Diode ideal mit Durchlasspannung 0,6 V.
Geben Sie die Funktion [mm] U_{a}(U_{i}) [/mm] an für den Bereich indem die Diode sperrt. |
Für den Schaltplan siehe: http://www7.pic-upload.de/11.08.13/p729qe3h1wy.png
Mein Problem ist: es ist ja klar, dass wenn die Diode sperrt, der Strom, der durch den Widerstand [mm] R_{1} [/mm] und die Diode fließt gleich 0 ist, dann könnte ich natürlich einfach aufstellen [mm] U_{a}= U_{R3}+U_{R2}
[/mm]
aber ich hab in der Vorlesung gesehen, dass man selbst wenn die Diode sperrt, die Eigenspannung der Diode also 0,6 V weiter berücksichtigen muss.
Wie ist das hier? Muss ich bei der Maschengleichung die 0,6V beachten oder nicht?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 13:09 So 11.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Sherlock27,
ja, bei einem Maschenumlauf musst Du diese Spannung berücksichtigen, die ja durch die Polung des p-n-Übergangs der Diode zustande kommt. Es fließt kein Strom, aber der Spannungsabfall in der Diode ist vorhanden.
Viele Grüße,
Infinit
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ok also R1 bleibt also auch, dann habe ich zwei Spannungsquellen [mm] U_{i} [/mm] und [mm] U_{Diode} [/mm] ... wie gehts dann weiter? Ich hab zwei Maschen, aber wie bastele ich daraus diese Funktion?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:35 So 11.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
bei solch einer idealen Diode zerfällt die Funktion in zwei Bereiche, eine für den Sperrbereich, eine für den Durchlassbereich.
Zwischen 0 und 0,6 V hast Du einen einfachen Spannungsteiler mit R2 und R3, für Werte darüber leitet die Diode schlagartig, es fallen an ihr 0,6 V ab. R1 liegt parallel zu R2 und beide in Reihe zu R3.
Jetzt bist Du mit dem Rechnen dran.
Viele Grüße,
Infinit
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tut mir Leid, aber jetzt verwirrst du mich^^
vorhin hast du doch erklärt, dass man die Eigenspannung der Diode beachten muss?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:02 So 11.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Ja, das ist ja auch richtig.
Bei Spannungen unter 0,6 V verhält sich die Diode wie ein offener Schalter, darüber wie eine Spannungsquelle mit 0,6 V.
Viele Grüße,
Infinit
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ok also sorry, wen ich mit wiederholtem Fragen nerve^^
Aber in der Vorlesung habe ich gesehen, dass bei einer Diodenschaltung der Fall "Diode sperrt" also angelegte Spannung [mm] U_{i}
Geht das überhaupt? Zumindest nachdem Diodenmodell bei der man sich vorstellt seine 0,6V Quelle wäre in der Diode?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:33 Mo 12.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
Nein, das kann so nicht gehen. Wenn meine Eingangsspannung kleiner ist als die Sperrspannung, können doch nicht einfach 0,6 V abfallen. Wo sollen die denn herkommen?
Viele Grüße,
Infinit
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jedenfalls, wenn ichs nach der Idee mache, dass bei einer gesperrten Diode einfach ein Spannungsteiler mit [mm] R_{2}=200 [/mm] Ohm und [mm] R_{3}=300 [/mm] Ohm rauskommt, dann erhält man
[mm] U_{out}= I_{gesamt}*R_{2}=U_{in}*\bruch{R_{2}}{R_{3}+R_{2}}= 0,4*U_{in}
[/mm]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:29 Mo 12.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Ja, nach diesem Modell wäre das richtig.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 13:15 Di 13.08.2013 | | Autor: | Sherlock27 |
| Aufgabe | | Bei welcher Eingangsspannung liegt der Übergang zwischen dem Diodendurchlass- und Sperrbereich? |
Also klar ist ja, dass beim Übergang: [mm] U_{Diode}=0,6V
[/mm]
und desweiteren gilt:
[mm] U_{in}=U_{R1}+U_{Diode}+U_{R3} [/mm] mit der Stromteilerregel [mm] I_{R1}=I_{Gesamt}*\bruch{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}
[/mm]
für den Gesamtstrom gilt [mm] I_{Gesamt}= \bruch{U_{in}}{R_{Gesamt}}
[/mm]
dann habe ich für [mm] I_{R1} [/mm] eingesetzt und nach [mm] I_{Gesamt} [/mm] ausgeklammert:
[mm] U_{in}=I_{Gesamt}*\bruch{R_{1}*R_{2}}{R_{1}+R_{2}}+I_{Gesamt}*R_{3}+U_{Diode}
[/mm]
[mm] U_{in}=I_{Gesamt}*(\bruch{R_{1}*R_{2}}{R_{1}+R_{2}}+R_{3})+U_{Diode}
[/mm]
[mm] U_{in}=\bruch{U_{in}}{R_{Gesamt}}*(\bruch{R_{1}*R_{2}}{R_{1}+R_{2}}+R_{3})+U_{Diode}
[/mm]
tja und da kriege ich dann das Problem, dass ich es nicht richtig umzuformen weiß auch so, wirkt die Gleichung falsch, denn insagesamt steht da doch: [mm] U_{in}=U_{in}+U_{Diode}?
[/mm]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:21 Di 13.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Sherlock27,
was Du da rechnest, hat nichts mit der Realität zu tun. Du nutzt den Gesamtstrom aus dem Fall, in dem die Diode gerade noch sperrt, jetzt fließt doch aber ein Strom durch sie. Es fallen 0,6 V ab an der Diode, das ist okay. Der Strom teilt sich aber anders auf, denn nun hast Du R1 parallel zu R2 und dieses Gebilde in Reihe mit R3. Hieraus ergibst sich der Gesamtstrom. Dann kannst Du nach der Stromteilerregel den Teilstrom bestimmen, der durch R1 und auch durch die Diode fließt und dann erst machst Du Deinen Spannungsumlauf.
Viele Grüße,
Infinit
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Hallo Infinit,
habe ich das hier nicht gemacht?
[mm] U_{in}=\bruch{U_{in}}{R_{Gesamt}}\cdot{}(\bruch{R_{1}\cdot{}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}+R_{3})+U_{Diode} [/mm]
oder meinst du damit, dass ich den Widerstand der Diode noch brauche für die Berechnung von [mm] I_{R1}?
[/mm]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:07 Di 13.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Sherlock,
ich hatte eine etwas andere Darstellung, da ich den Gesamtwiderstand gleich in die Berechnung der Ströme eingesetzt hatte, aber ich komme auf eine gleichwertige Beschreibung:
[mm] U_{in} = \bruch{U_{in} R_2 R_1}{R_1 R_2 + R_3 R_1 + R_2 R_3} + \bruch{U_{in} R_3 (R_1 + R_2)}{R_1 R_2 + R_3 R_1 + R_2 R_3} + U_D[/mm]
Der Nenner ist bei den beiden Termen, die die Eingangsspannung enthalten, der gleiche, ich kann also einen Hauptnenner bilden und komme dann auch auf einen Term mit einem Faktor von 1.
Irgendwo haben wir einen Denk- oder einen Rechenfehler.
Darüber muss ich noch mal nachdenken.
Viele Grüße,
Infinit
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ich hab eine Lösung gesehen, die sind genauso wie wir vorgegangen, aber haben es irgendwie so umgeformt, dass das hier rauskommt:
[mm] U_{in}=\bruch{U_{D}}{R_{1}\parallel R_{2}+\bruch{R_{3}}{R_{Gesamt}}-1}=9,024mV
[/mm]
aber das erscheint mir viel zu wenig
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(Antwort) fertig | | Datum: | 08:45 Mi 14.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Sherlock27,
die Diode ist immer noch ein passives Bauelement. Wie können an ihr 0,6 V abfallen, wenn am Eingang knappe 10 mV liegen? Das geht beim besten Willen nicht.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 16:25 Mi 21.08.2013 | | Autor: | Loddar |
Hallo Sherlock!
Bitte verstelle bereits bearbeitete Fragen nicht unkommentiert auf "unbeantwortet".
Was ist Dir noch unklar?
Gruß
Loddar
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 22:03 Mi 21.08.2013 | | Autor: | Sherlock27 |
unklar war immernoch wie die zweite Aufgabenstellung zu lösen ist, da Infinit und ich nicht daraufgekommen sind.
Aber ich denke jetzt (seit 1 Stunde) habe ich die lösung, man muss einfach davonausgehen, dass [mm] U_{out} [/mm] beim Übergang gleich der Diodenspannung 0,6 V ist und setzt es in die beim ersten Aufgabenteil eingesetzte Formel für die Abhängigkeit von [mm] U_{out}= 0,4*U_{in} [/mm] kommt dann auf die Lösung [mm] U_{in}=1,5V!
[/mm]
Danke nochmal für die Hilfe, Infinit
Gruß
Sherlock
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:17 Do 22.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Sherlock,
gerne geschehen. Falls Du mal einen Lösungsweg zur zweiten Teilaufgabe hast, skizziere ihn doch hier mal. Das würde mich echt interessieren.
Viele Grüße,
Infinit
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