¿Cuál será el valor de Vo

Este problema se puede responder con bastante facilidad, si utiliza un modelo de diodo que es un poco más que el modelo 0.7V / off.

Sugiero encontrar la corriente a través de los diodos sin la carga de resistencia (1V a través de cada diodo) usando la ecuación de diodo de Shockley. Eso le dará la corriente de diodo en términos de \ $ I_S \ $ y \ $ V_T \ $ y n.

El voltaje de salida (descargado) \ $ V_O \ $ obviamente será 2V, por simetría.

Luego use el análisis de pequeña señal para encontrar la resistencia de salida de los diodos en términos de n, Vt y corriente.

Entonces debería poder escribir una expresión de forma cerrada para el voltaje de salida en términos de \ $ R_L \ $, \ $ I_S \ $, \ $ V_T \ $ y n.

Cuando aprendí este tipo de problema, nos enseñaron a hacer suposiciones sobre el estado de cada diodo respectivo y luego usar el proceso de eliminación para verificar nuestras suposiciones y deducir una solución.

1. Suponga que todos los diodos están encendidos y que siguen el modelo de caída de voltaje de 0.7. (El modelo de caída de 0.7V indica que para que un diodo esté conduciendo, la caída de voltaje de en sus terminales debe ser mayor o igual a 0.7V )

   • Para que D3 esté activo, Vo debe ser > 1.7V

   • Para que D2 esté activo, Vo debe ser > 2.7V

   • Para que D1 esté activo, Vo debe ser < 2.3V

2. Analizar las suposiciones

   • Veamos D2. Vo solo verá 2.7V si la tensión proviene de la fuente de 3V conectada a D3 (la fuente de 3V es la única en el circuito lo suficientemente alta como para crear un nodo de 2.7V) . Si la fuente de 3V pasa a través de D1 para alcanzar Vo, el voltaje más alto que puede crear en Vo es de 2.3V debido a la caída de voltaje de 0.7V en D1. (2.3V < 2.7V) Podemos llegar a la conclusión de que D2 no llevará a cabo.

   • Ahora veamos D1 y D3. Para que D1 y D3 estén activos, Vo debe estar dentro (1.7 < Vo < 2.3). Con D2 eliminado, el único lugar donde Vo puede extraer este tipo de voltaje es nuevamente desde la fuente de 3V. Si Vo es para ver la fuente de 3V, solo ocurrirá después de una caída de voltaje a través de D1 > 0.7V. Así que ahora sabemos que Vo < 2.3V ... pero ¿cuánto?

     Imaginemos que la resistencia no existe temporalmente. Veamos también la resistencia efectiva de un diodo. La resistencia efectiva de un diodo viene dada por el inverso de la pendiente de la característica I-V del diodo .

     IV característica de www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_3/1.html

     Conlaresistenciaenelproblemaignorado,tenemosdosdiodosconectadosenseriequepasanlacorriente.Sipasanunacorrienteequivalente,seránresistenciasefectivasequivalentes.Peroobserveenelgráfico,amedidaqueaumentalacorrientequepasauno,elcambioenlaresistenciaefectivaesmarginal.Entonces,inclusosicadadiodoestápasandounacorrienteligeramentediferente,suresistenciaefectivaesaproximadamenteequivalentesiemprequelacorrientesealosuficientementegrande.TengaencuentaquelaresistenciaefectivadeldiodoesMUYpequeñaparacorrientestangrandes(estoesimportanteparamásadelante).Silosdiodostienenresistenciasefectivasequivalentes,entonceslafórmuladedivisióndevoltajenospermiteconcluirqueelvoltajeenelnodoentrelosdosdiodosseráiguala(0.5)*(lacaídadevoltajetotalenambosdiodos).Ahoraobservemosloquesucedecuandoreintroducimoslaresistenciaoriginal.

     Laresistenciaagregadadelaresistenciaesunpardeórdenesdemagnitudmásgrandequelaresistenciaefectivadelosdiodoscuandolosdiodosestánenaltacorriente.Ladivisióndecorrientedeunaramadealtaresistencia(RL)yunaramademuybajaresistencia(D3)mostraráquelamayoríadelacorrientefluiráhacialaramademuybajaresistencia(D3)(pienseenuncortocircuito).Desdelaperspectivadeundiodo(D1yD3)conunaresistenciaintrínsecaMUYpequeña,estanuevaresistenciagrande"RL" se asemeja a un circuito abierto. Los diodos pasan así una corriente (aproximadamente) equivalente (\ $ I_ {D1} \ $ ~ = \ $ I_ {D3} \ $). Si pasan una corriente equivalente, tienen una caída de voltaje equivalente y una resistencia efectiva equivalente. Por lo tanto, la caída de voltaje en un diodo = (0.5) * (caída de voltaje en ambos diodos)

3. Resultado

   • Lo que quedará con una caída de voltaje en D3 de 0.5 * (3V - 1V) = 1V. El voltaje en el nodo Vo es el voltaje antes de D3 (3V) menos la caída de voltaje en D3 (1V). 3V-1V = 2V en Vo. La solución es: Vo = 2.0V, con respecto al terreno.