ESERCIZIO DC10: caratteristica tensione

ESERCIZIO DC10
Si valuti la caratteristica ingresso-uscita in continua del circuito limitatore a doppia
cimatura in figura e la corrente nei diodi, assumendo una resistenza pari a R1=1
kΩ e VZ=5 V. Successivamente si confrontino i risultati, giustificando lo
scostamento dei risultati carta e penna rispetto alle simulazioni, sulla base delle
approssimazioni introdotte.
ANALISI CARTA E PENNA:
Il circuito considerato è simile a quello dell’esercizio DC8, ed ha in più il ramo
contenente i diodi D3-D4.
Evidentemente, per tensioni di ingresso positive, il diodo D3 è in interdizione,
quindi la caratteristica ingresso-uscita è identica a quella vista nell’esercizio DC8.
Per tensioni negative, il ramo contenente D1-D2 può essere eliminato, in quanto
D1 lavora in interdizione. Il diodo D3, invece, si accende se la tensione di ingresso
scende sotto il valore -(VZ+Von)≈-5.7 V, mentre rimane spento se vin≥-(VZ+Von)≈5.7 V.
Pertanto, la caratteristica di ingresso-uscita in continua è la seguente
Vout=VZ+Von≈5.7 V
Vout= vin
Vout=-(VZ+Von) ≈5.7 V
il cui grafico è:
per vin≥VZ+Von≈5.7 V
per -(VZ+Von)≤vin≤VZ+Von
per vin≤-(VZ+Von)≈-5.7 V
In altri termini, il circuito
considerato “taglia” i valori
della tensione di ingresso
esterni
all’intervallo
[(VZ+Von),(VZ+Von)], e per
questo
viene
denominato
limitatore “a doppia cimatura”.
SIMULAZIONE DEL CIRCUITO CON PSPICE
Impostare la tensione di breakdown dei due diodi zener:
-selezionare uno dei due diodi zener con il cursore del mouse in modo che il
simbolo diventi rosso
- Edit->Model->Edit Istance Model; aggiungere nella finestra di testo i parametri
BV=5V, IBV=1u, cambiare il nome del modello da Dbreak a Dbreakz ed
uscire.
- Per ciascuno dei due diodi zener cambiare in Dbreakz il riferimento al modello
associato al simbolo con Edit->Model->Change Model Reference
Abilitare l'analisi DC Sweep( analisys->setup) e configurarne i parametri come
nell'esercizio DC8.
Effettuata la simulazione si ottiene per la VOUT e le correnti nei diodi I(D1) ed I(D2)
Con l'aiuto della funzione di Zoom e dei cursori verificare che all’aumentare di vin la
caratteristica non è proprio lineare, in quanto aumenta seppur leggermente la tensione
sui diodi