Halbleiter: Dioden

(Schwierigkeitsstufe i)

Aufgabe i.6:     Zeitaufwand: 30 Minuten

a) 

Begründen Sie, warum eine LED immer mit einen Vorwiderstand oder einem speziellen Vorschaltgerät betrieben werden muss.

b) 

Eine LED wird mit einem Vorwiderstand an einer Spannungsquelle betrieben.
Zeichnen Sie einen Schaltplan und beschriften Sie diesen vollständig.

c) 

Die Spannungsquelle liefert eine Spannung von 12V.
Die LED hat eine Fluss-Spannung von UF=2,2V bei einem Nennstrom von IF=20mA
Wie muss der Vorwiderstand ausgelegt werden?

d) 

Welchen Gesamtwirkungsgrad hat die Schaltung, wenn die LED einen Wirkungsgrad von 30% aufweist?

e) 

Es sollen 5 LEDs mit den Eckdaten wie in c) an einer Spannungsquelle an 12V betrieben werden.

  • Zeichnen Sie einen Schaltplan für eine Schaltung mit möglichst hohem Gesamtwirkungsgrad.
  • Dimensionieren Sie die benötigten Bauelemente.
  • Wie hoch ist der Gesamtwirkungsgrad?

f) 

Es sollen 6 LEDs mit den Eckdaten wie in c) an einer Spannungsquelle an 12V betrieben werden.

  • Zeichnen Sie einen Schaltplan für eine Schaltung mit möglichst hohem Gesamtwirkungsgrad.
  • Wie hoch ist der Gesamtwirkungsgrad?