Diode Example 3.15

이 문제는 앞서 예시와 다르게 D1이 반대로 연결이 되어 있다. 우선 Vin이 매우 작은 음수 일 때부터 확인해 보자.

우선 Vin이 음수임으로 D1이 forward bias 상태임을 알 수 있다. 이를 바탕으로 회로를 그리면 아래와 같다. 

이때의 관계를 통해 Vin과Vout의 관계를 위와 같이 표현할 수 있다. 

그럼 이번에는 D1이 reverse bias가 되는 관계를 생각해보려 한다. 처음에는 전압의 관계를 이용해 앞서 문제를 풀듯이 해보려 하였지만 이게 생각보다 어려워서 좀 오래 걸렸다. 그래서 이 상황에서 나는 전류의 관계를 이용해 풀어보기로 했다. 

R1에서 흐르는 전류와 R2에서 흐르는 전류의 값이 같아지면 D1이 reverse bias 상태가 되는 것을 의미하고 그때의 Vin의 값을 구하면 된다. D1이 off 되기 직전의 상태에서 회로는 아래와 같다. 

이때 R2에 흐르는 전류를 V=IR 과 병렬의 관계에서 전압의 크기가 같음을 이용하여 구할 수 있다. 

 

위의 식은 D1이 off가 되기 직전까지 위의 관계를 만족한다. R1에서의 전류의 값은 아래와 같다.

이제 D1이 off 될때의 Vin 값을 구하기 위해 이 둘의 전류의 값이 같음을 이용하면 아래와 같이 식을 정리할 수 있다. 

그럼 이때의 회로는 아래와 같이 회로가 그려진다. 

Vout은 voltage divider로 간단히 구할 수 있고 이를 정리하면 아래와 같이 Vin과 Vout 그래프를 그릴 수 있다. 

V/R

 

윤