Aufgabe 13.2

Nichtlineare Last im Grundstromkreis

Halbleiterdiode als Verbraucher

Eine Diode liegt an einer linearen Spannungsquelle (Bild). Als Parameter sind gegeben:

\( U_\mathrm{q} = 1 \, \mathrm{V} \),
\( R_\mathrm{i} = 12{,}5 \, \mathrm{Ω} \) bzw. \( 50 \, \mathrm{Ω} \),
für die Diode gilt \( I_\mathrm{S} = 1 \, \mathrm{pA} \) (Siliziumdiode),
\( m·U_\mathrm{T} = 25 \, \mathrm{mV} \)

a)Es sollen durch Kennlinienschnitt grafisch (\( I \)-\( U \)-Diagramm) die Arbeitspunkte \( U, I \) der Anordnung für \( R_\mathrm{i} = 12{,}5 \, \mathrm{Ω} \) bzw. \( 50 \, \mathrm{Ω} \) ermittelt werden. Wie verändert sich die Spannung am Widerstand \( R_\mathrm{i} \)?

b)Es soll näherungsweise analytisch der Arbeitspunkt auf der Diodenkennlinie für \( R_\mathrm{i} = 12{,}5 \, \mathrm{Ω} \) und \( 50 \, \mathrm{Ω} \) berechnet und mit der grafischen Lösung verglichen werden.

\( R_\mathrm{i} = 12{,}5 \, \mathrm{Ω} \):
\( \qquad U = \)
\( \qquad I = \)
\( R_\mathrm{i} = 50 \, \mathrm{Ω} \):
\( \qquad U = \)
\( \qquad I = \)
(Bedienhinweise)

MathCAD-File: Grundstromkreis mit Halbleiterdiode (2)

Lösungsweg: (Beispiel) Spannungsquelle mit Halbleiterdiode (2)