4. Un circuito come questo può essere risolto usando: 1. L’approssimazione ideale. 2. La seconda approssimazione. 3. La terza approssimazione. 4. Un simulatore. 5. La curva caratteristica del diodo.
6. Soluzione esercizio: Ipotizziamo che il diodo sia nello stato di interruttore aperto. Per l’ipotesi si ha vd<0 e id=0. Ma andiamo incontro ad un assurdo. Infatti se la id è nulla , la tensione del catodo del diodo è zero, mentre quella all’anodo +1.5V. Pertanto vd>0 contraddicendo l’ipotesi vd<0
7. Soluzione esercizio Pertanto, se il diodo non può essere nello stato di interruttore aperto, deve essere in quello di interruttore chiuso. Ne consegue che IR=Vs/RL=1.5/1k=1.5mA Vu Id=IR perché il diodo è in serie con la resistenza di carico Vu=Vs pertanto l’ipotesi di partenza è soddisfatta vd=Vs-Vu=0 e id>0
9. La soluzione al precedente quesito dipende dai valori che si attribuiscono alle resistenze ed ai generatori di tensione presenti nel circuito proposto. Facciamo un esempio: Supponiamo che il diodo sia nello stato di interruttore aperto. Quindi id=0 e vd<0 Calcoliamo la tensione v1=(10/(10+5))*12=8V v2=11V perché id=0 Vd=v1-v2=8-11=-3<0 Coerente con l’ipotesi !!!
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11. Risolviamo quest’altro problema Ogni diodo può avere due stati possibili, di conseguenza ci sono quattro possibilità da esaminare. Di cui una sola è vera Stato di D1 Stato di D2 Off Off Off On On Off On On
12. I diodi possono essere entrambi Off ? Se lo fossero, la resistenza centrale sarebbe scollegata dai generatori e quindi avrebbe corrente nulla e tensione nulla. Ma allora, in particolare sarebbe vd2>0 ed anche vd1>0 contrariamente all’ipotesi. I diodi possono essere entrambi On ? Se lo fossero, si dovrebbe avere Id1>0 e Id2 >0, ed entrambe le correnti entrerebbero nel nodo della resistenza da 6k. La corrente I6 dovrebbe quindi essere uguale alla somma di Id2 e Id1 e quindi maggiore di una sua parte, ad esempio Id1. Ma I6=3/6k=0.5mA, mentre Id1=(10-3)/4k=1.75mA. Di conseguenza risulta Id1>I6, una parte maggiore del tutto! contraddicendo l’ipotesi.
13. Ipotizziamo che D1 sia Off e D2 On Anche questa ipotesi non è corretta perché vd1 deve essere nulla, invece risulta vd1=10-3=7>0!
14. Ipotizziamo che sia vero l’ultimo caso in esame: D1 On e D2 Off. Ci aspettiamo senz’altro di trovare una soluzione coerente con l’ipotesi, visto che già abbiamo scartato gli altri tre casi ! Ma analizziamo. La maglia di sinistra è un partitore di tensione con V6=(6k/(6k+4k))*10=6V Ne consegue che vd2=3-6=-3<0 in accordo con l’ipotesi che D2 è off. Pertanto la soluzione del problema è D1=On, D2=0ff
15. Calcola il punto di lavoro del diodo Per calcolare Rth cortocircuitiamo Vin e troviamo Rth=(R4||R3+R0)||R1=(1k||1k+2k)||2.5k=1.25k Isc=la corrente di uscita quando questa è cortocircuitata a massa. Si ricava Isc=IR0=0.6mA Vth=Rth*Isc=1.25k*0.6m=0.75V Id=Vth/(Rth+R2)=0.75/(1.25k+5k)=120uA diode R4 1K Vin 3 R0 2K R1 2.5K R3 1K R2 5K diode V THEV R Thev R2 5K R1 2.5K R3 1K R0 2K R4 1K 3 diode V THEV 0.75 R Thev 1.25K R2 5K
16. Risolvere i seguenti esercizi Stabilire lo stato dei diodi nei seguenti circuiti e calcolare la id e vd per ciascuno di essi.
