Función de circuito v (i) no lineal para el gráfico I-V

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Estoy tratando de entender cómo derivar teóricamente la ecuación que podría usarse para trazar el gráfico I-V. Los puntos de interés son Out + y Out - y la corriente que fluiría a través de esa rama si se aplicaran diferentes cargas.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Sé que el gráfico debería parecerse aproximadamente a la imagen de abajo:

Después de saber que Thevenin solo se puede usar en circuitos lineales, me quedé sin ideas.

¿Es posible enfocar esto teóricamente y tener como resultado una función u_out(i_out) ?

    

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