Diode Example 3.16

이번에는 두 개의 다이오드가 존재할 때 예시를 풀어보려 한다. 

우선 Vin이 매우 음수일 때 D2는 당연히 reverse bias로 open 상태이고 D1은 short 상태가 된다고 가정해 보자. 

이 상태에서 회로는 아래와 같다.

이때의 Vin과 Vout의 관계는 voltage divider로 간단히 나타낼 수 있다. 위의 상황에서 가정과 모순되는 부분은 딱히 없어 보인다. 

이번에도 전류의 관계를 이용해 D1이 off 상태가 되는 부분을 구하려고 한다. 

D1이 off가 되기 직전이면 위와 같이 회로가 그려진다. R2의 전류 값은 옴의 법칙을 이용해 쉽게 구할 수 있고 R1 또한 마찬가지이다. 이제 D1이 off 가 되면 D2를 여전히 off라고 가정하면 위의 회로에서 전류가 모두 끊기게 되고 Vout=0이 된다. 그 결과 Vin=-Vd,on이 될 때 위의 조건을 만족시킴을 알 수 있다. 

 

그럼 D2가 off 상태라는 가정이 맞는지 확인해 보자. 

현재 D1이 off이고 D2도 off이면 Vout=0이다. 그럼 Y에서의 전압의 값이 Vb임을 알 수 있다. 이때 Vin=-Vd,on 이고 Y에서는 Vb로 다이오드 전압 조건에서 reverse bias 상태임을 확인할 수 있다. 즉 우리의 가정이 틀리지 않았다. 

 

이제 마지막으로 D2가 on이 되는 상태를 생각해 보자.

D2가 on이 되려면 Vin이 양의 값을 갖게되고 constant model로 생각해보면 Vout=Vin-Vd,on-Vb이다. D2가 on으로 바뀌는 타이밍이라면 여전히 전류가 흐리지 않으므로 Vout=0이 된다. 그러므로 Vin=Vd,on+Vb일때 D2가 on이 되고 Vin이 양의 값을 갖고 Vout이 Vin 보다 언제나 큼으로 D1은 언제나 open 상태이다. 

V/R

 

윤