Strom an Dioden berechnen - Spannungsmonitor

Question

Aufgabe: Bei welcher U₀ Spannung fängt an und hört auf die rote LED zu leuchten? (Spannungsmonitor)

R₁=100 Ohm

R₂=150 Ohm

D₁ (Zenerdiode)= 3,3 V in Sperrrichtung

D₂ (Zenerdiode)= 6,2 V in Sperrichtung

D₃ (rote LED)= 1,6 V in Durchlassrichtung, I_D3 >= 2mA zum leuchten

Ansatz/Gedanken:

Bei 1,6 V lässt die D₃ Strom fließen. D₂ und D₁ sind "aus" und somit ist D₃ in Reihe mit R₁ und R₂ . I_D3 = 6,4 mA

Bei 3,3 V lässt die D1 Strom fließen. Dann mit der Knotenregel ID1 = R₁/U - R₂/U . I_D1 = 11 mA (nicht sicher ob das so richtig ist)

Das Probblem ist, dass ich bei 6,2 V nicht weiß wie der Strom an der Diode berechnet wird. I_R1 = 62 mA aber um die Knotenregel anwenden zu können brauch auch I₀ (und dafür einen Vorwiderstand). Oder einen Weg den Strom an der Diode zu berechen (Internetsuche erfolglos).

Comments

I_D3 = 6,4 mA ... I_D1 = 11 mA ... I_R1 = 62 mA

Wie bist du bei unbekanntem U₀ darauf gekommen?

ID1 = R1/U - R2/U

Welche Spannung soll denn U sein? Wie bist du denn bei R/U auf die Einheit A gekommen?

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Bist du sicher, dass die gegebenen Werte stimmen und den Bauelementen auch richtig zugeordnet sind?

Answer 1

Hallo,

diese Aufgabe lässt sich leicht berechnen. Hierzu muss man sowohl für die Z-Dioden, als auch für die LED eine ideale Diodenkennlinien (d.h. Knickkennlinien) annehmen. Unter dieser Vorausetzung lassen sich die Einschaltspannung und die Ausschaltspannung leicht berechnen. Als Ergebnis erhält man:

1) Die LED geht an bei einer Spannung von  \(U_{0} \geq 2,1V\)

2) Die LED geht wieder aus bei einer Spannung von  \(U_{0} \geq 7,9V\)

Gruß von hightech