Hallo Nadine!
Vermutlich bekomme ich jetzt Keile, weil www keine Veranstaltung für Klausurlösungen ist, aber obwohl es mir schon so oft in meinem Leben zum Verhängnis wurde, kann ich immer noch keine Frau leiden sehen
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Zu a) Bei leitendem Transistor fließt der Strom Ic = Ub/Rc. Mit den gegeben Daten ist Ic = 100 mA. Damit hast Du den ersten Punkt der Arbeitsgeraden bei Uce = 0 V und Ic = 100 mA.
Bei gesperrtem Transistor, also Ic = 0, ist Uce = Ub = 10 V. Damit hast Du den zweiten Punkt der Arbeitsgeraden und kannst sie in das gegebene Ausgangskennlinienfeld einzeichnen.
Zu b) Die Eingangsspannung U2 ist 0 V. Damit ist die Diode D2 leitend. Lt. Aufgabenstellung haben alle Dioden die gleiche Knickspannung von 0,7 V. Deshalb beträgt das Potential an Punkt P 0,7 V. Das gilt für alle U1 > 0 V.
Zu c) Die Doppeldiode D3 ist gesperrt, weil sie erst ab 2,1 V an Punkt P leitend wird und dort gemäß Aufgabenpunkt b) nur 0,7 V liegen.
Zu d) Gemäß c) ist D3 gesperrt. An der Basis des Transistors liegt über den Widerstand R2 0 V. Es fließt kein Basisstrom, der Transistor ist also gesperrt. Damit erhalten wir den unter a) ermittelten Arbeitspunkt mit Ic = 0 und Uce = Ub = 10 V.
Zu e) Bei U1 = U2 = Ub = 10 V sind die Dioden D1 und D2 gesperrt. Über R1 und D3 erhält der Transistor Basisstrom. An der Basis liegen 0,7 V, dazu kommen 1,4 V an D3, deshalb müssen an R1 7,9 V abfallen. 7,9 V an 15 k ergeben einen Strom durch R1 von 0,526 mA. Dieser Strom teilt sich auf in einen Strom durch R2 von 0,7 V/5 k = 0,140 mA und den Basisstrom, der 0,526 mA - 0,140 mA = 0,386 mA groß sein muß. Mit dem Wert für Ib = 0,386 mA gehst Du in das Ausgangskennlinienfeld mit der schon unter a) eingezeichneten Arbeitsgeraden. Für den errechneten „krummen“ Wert von Ib haben wir keine Ausgangskennlinie, aber für Ib = 0,4 mA. Deren Schnittpunkt mit der Arbeitsgeraden ergibt die gefragten Werte für Uce und Ic. Abschätzung am Monitor ergibt Ic = 60 mA und Uce = 4 V.
(Falls Du ein Problem hast, die Gedankengänge nachzuvollziehen, trage in die Schaltung bei gesperrten (weggelassenen) Dioden D1 und D2 alle bekannten Spannungswerte bzw. Spannungsabfälle ein. Übrig bleiben Spannungsabfälle über bekannten Widerständen, so daß Du die Ströme ausrechnen kannst).
Zu f) Die Schaltung funktioniert als NOR-Gatter. Die Funktion wäre auch mit einer einfachen Diode D3 gewährleistet, aber der eingangsseitig als „Low“ akzeptierte Pegelbereich würde nur von 0 bis 0,7 V reichen. Die Doppeldiode vergrößert den Bereich auf 0 bis 1,4 V. Erst Eingangspegel >1,4 V werden als „High“ erkannt. Grund für diese Maßnahme kann gewünschte Ansteuerbarkeit von gängigen Logikfamilien sein.
Gruß
Wolfgang