ESERCIZIO DC6
Si valuti la caratteristica ingresso-uscita in continua di un raddrizzatore a doppia
semionda e la corrente nei diodi, assumendo una resistenza di carico pari a R1=1
kΩ.
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:
In un raddrizzatore a doppia semionda, al più due diodi possono essere
contemporaneamente accesi. Infatti, quando la tensione di ingresso vin è positiva, il
diodo D1 è spento perché il suo catodo si trova al potenziale maggiore disponibile,
e lo è anche D3 in quanto il suo anodo si trova al potenziale minore. Pertanto,
quando vin>0 i due diodi D1 e D3 non hanno alcun effetto sul circuito (trascurando
la loro corrente inversa di saturazione), ed il circuito diventa a singola maglia. In
particolare, affinchè i diodi D2 e D4 si accendano, è necessario che vin sia
maggiore di 2Von, mentre se vin<2Von i diodi sono spenti, e la corrente e la tensione
su R1 sono nulle. Per simmetria, quando vin è negativa si ha un comportamento
duale, nel senso che D2 e D4 sono spenti, e D1-D3 sono accesi solo se vin<-2Von.
Pertanto, usando il modello del diodo a caduta di tensione costante si ottiene la
seguente caratteristica ingresso-uscita in continua:
Vout=vin-2Von≈vin-1.4 V
per vin≥2Von
Vout=0
per -2Von<vin<2Von
Vout=vin+2Von≈vin+1.4 V per vin≤-2Von
il cui grafico è
Come osservato nell’esercizio DC5, la
“spigolosità” della curva nell’intorno di
vin=±2Von è conseguenza dell’assunzione
che il diodo cambi bruscamente
comportamento
passando
dalla
polarizzazione inversa a quella diretta, e la
caratteristica reale è certamente più
graduale.
La corrente del diodo, ovvero quella che circola nella resistenza R1, dalla legge
di Ohm è data da Vout/R1, che si ottiene banalmente dalla caratteristica prima
calcolata.
SIMULAZIONE DEL CIRCUITO CON PSPICE
Impostare parametri del modello dei diodi come per l'esercizio DC1, abilitare
simulazione "DC Sweep" con gli stessi parametri dell'esercizio DC5, simulare.
Risultato:
Aggiungere altri due assi ed associarvi rispettivamente la corrente nel diodo D2 e
nel diodo D3:
