Resolviendo el circuito de la cortadora que contiene la batería y la resistencia en serie

Pasos

1. Considere el circuito en tres casos como se muestra a continuación.
2. En cada caso, reemplace los diodos con su modelo equivalente: diodo de polarización inversa con circuito abierto y diodo de polarización directa con una fuente de voltaje (caída) de 0.7V (terminal + ve al lado del ánodo).
3. Use el análisis de malla o nodo para encontrar la salida.

caso1: solo conduce D1. (\ $ V_i > 5.7 V \ $)

$$V_{R_1}=(V_i-5.7)\frac{R1}{R1+R}$$$$V_o=V_{R_1}+5.7$$

caso2:soloconductasD2.(\$V_i<-5.7V\$)

$$ V_ {R_2} = (V_i + 5.7) \ frac {R2} {R2 + R} $$ $$ V_o = V_ {R_2} - 5.7 $$

case3: Ni D1 ni D2 conducen. (\ $ - 5.7 < V_i < 5.7 \ $)

$$ V_o = V_i $$

Nota: El modelo equivalente de diodo considerado es lineal por partes, un diodo ideal en serie con una fuente de voltaje (caída). Puede agregar una resistencia en serie también para incluir la resistencia delantera del diodo. Asumí diodo de silicio. Si usa cualquier otro diodo, reemplace 0.7V con el voltaje de corte de ese diodo.

Una forma sencilla de abordar este problema es mirar cada medio ciclo de la entrada.

Considere el semiciclo positivo.

Solo D1 conducirá, por lo que podemos ignorar la rama D2 del circuito. D1 solo puede conducir si la tensión de entrada es mayor que B1 (5V) + la caída de tensión directa a través de D1 (por ejemplo, 0 V para un 'diodo perfecto', 0,2 V para germanio y 0,7 V para silicio).

El voltaje de salida simplemente seguirá el voltaje de entrada por debajo de este nivel (ya que no hay carga en la salida, es decir, circuito abierto)

Por encima de este nivel de "clipping" (B1 + Vdiode), cierta tensión se reducirá en R y otra tensión en R1. En este caso, R = R1, por lo que estos voltajes serán iguales.

Cálculos de ejemplo:

Supongamos que tenemos un diodo 'perfecto' y la entrada es de + 6V.

R + R1 tendrá 6 - 5V (= 1v) a través de ellos. Podría usar la ley de Ohm para calcular la corriente a través de (R + R1), pero una simple inspección le dirá que las resistencias tienen el mismo valor que cada una de ellas reducirá la mitad de ese voltaje, 0.5V. Entonces, la salida para una entrada de + 6V será + 5.5V. [o para Ge = 5.2 + 0.4V = 5.6V y para Si = 5.7 + 0.15V = 5.85V]

Supongamos que el pico de entrada fue de + 20V.

Las resistencias tendrán 20 - 5 (= 15V) en ambas, por lo que cada resistencia bajará 7.5V, lo que hace que la tensión de salida 5 + 7.5 (o 20 - 7.5) = 12.5V [para Ge = 5.2 + 7.4 = 12.6V y para Si = 5.7 + 7.15 = 12.85V)

Por simetría en este circuito, los semiciclos positivos y negativos dan respuestas simétricas, pero podría analizar circuitos no simétricos tratando cada semiciclo por separado.