Problema resuelto de diodos como fuente de tensión

Tenemos el siguiente problema de electrónica en el que los diodos de la figura 1 pueden representarse, en conducción, como una fuente de tensión de 0,7V.

a) La tensión de alimentación es de 32V. Determine la tensión de salida, V0UT, si las entradas son V1=V2 = 25V . Indique claramente el estado de los diodos, comprobando las hipótesis realizadas.

b) Determine el rango posible para la tensión de alimentación, sabiendo que la operación del circuito es:
bl) Con Vl =25V y V2 = 0V , la salida es VOUT =3V, 
b2) Con V1=V2=25V , la salida es V0UT = 10V.

Problema resuelto de diodos 13 figura 1

Solución:

a) Se supone que la situación cuando Vcc = 32V es la mostrada en la figura 2: D1 y D2 ON, D3 OFF. 
Problema resuelto de diodos 13 figura 2

Como las corrientes en las dos ramas son iguales, la corriente I puede calcularse por:
Problema resuelto de diodos 13 figura 4

Poniendo las corrientes en función deVout:
Problema resuelto de diodos 13 figura 5

Resolviendo la ecuación:
Problema resuelto de diodos 13 figura 6

Se puede comprobar que D3 está, como se había supuesto, polarizado inversamente.

b) Con Vl =25V y V2 = OV, el circuito es el de la figura 3. Se ha supuesto esta vez D1 OFF, y, D2 y D3 ON.
Problema resuelto de diodos 13 figura 3

Como D3 está ON, la tensión de salida es:
Problema resuelto de diodos 13 figura 6

La corriente 1 es fija, no depende del valor de Vcc:
Problema resuelto de diodos 13 figura 8

Por otra parte, la corriente I es función de Vcc:

Problema resuelto de diodos 13 figura 9
La corriente I3 debe mantenerse > 0 porque de lo contrario el diodo D3 deja de conducir y la condición bl) no se verifica. En el límite, I3 = 0, con lo cual:
Problema resuelto de diodos 13 figura 10

Con V1= V2 = 25V, si Vcc son pequeñas, todos los diodos están en OFF. Para cumplir la condición b2), con los diodos en OFF: V0UT -Vcc, por tanto, Vcc > 10V, y el rango de variación de Vcc es:
Problema resuelto de diodos 13 figura 11


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