Análisis de circuitos de diodos utilizando un problema de examen de diodos ideales

He estado revisando algunos exámenes anteriores y me topé con esta preguntaproblema de diodo

Entonces, necesito encontrar la corriente I a través del diodo central y el voltaje en la resistencia inferior izquierda de 10KΩ.

Para intentar resolver este problema, utilicé la técnica, "estados asumidos para el análisis de circuitos de diodos modelo de interruptor ideal" (no estoy seguro si ese es el nombre real de la técnica).

Entonces, para mi primer estado, asumí que tanto D1 como D2 están encendidosestado1

Dado que la corriente no es negativa para ambos diodos, la suposición de que ambos diodos están encendidos debe ser correcta. Por lo tanto, la corriente requerida a través del diodo es:

(15V - 11,25V)/10KΩ = 0,000375A

Sin embargo, al mirar las respuestas, dice que la corriente a través del diodo es 0A. Esto significa que el diodo está realmente "apagado" (mientras que el otro diodo está encendido) y, por lo tanto, mi análisis es incorrecto.

¿Hay algún problema con mi razonamiento o me estoy perdiendo algo crucial?

¡Gracias por tu tiempo!

Creo que su suposición de que no fluye corriente a través de la resistencia inferior derecha de 5k es incorrecta.
Sí, el diodo lo conecta a una resistencia de 10 Kohm. Solo si el diodo conectara la parte superior de los 5 Kohm a tierra sería válida la suposición de que I=0 a través de los 5 Kohm.

Respuestas (3)

Creo que el método más fácil para resolver tales problemas es asumir que los diodos están apagados (ambos y luego uno de los dos), calcular los voltajes a través de los diodos y ver si hay una contradicción con su suposición. Llamemos al diodo superior izquierdo D 1 y el diodo en el medio D 2 .

Caso 1: D 1 apagado, D 2 apagado: Desde D 1 está apagado, no hay corriente a través de la resistencia superior de 5k, y dado que D 2 está apagado, tampoco hay corriente a través de la resistencia inferior izquierda de 10k. Entonces V = 0 y el voltaje en el ánodo de D 1 es de 15 voltios. ¡Contradicción! ( D 1 debería estar encendido).

Caso 2: D 1 apagado, D 2 encendido: nuevamente sin corriente a través de la resistencia superior de 5k. Voltaje V es

V = 15 V ⋅ ( 5 k | | 10 k ) 10 k + ( 5 k | | 10 k ) = 3.75 V

¡Contradicción! (Debido a que el voltaje a través D 1 sería 15 V − 3.75 V = 11.25 V y debería estar encendido.)

Caso 3: D 1 en, D 2 apagado: Voltaje V es

V = 15 V ⋅ 10 k 5 k + 10 k = 10 V

El voltaje en el ánodo de D 2 es 15 V ⋅ 5 k / 15 k = 5 V . Esto concuerda con nuestra suposición, porque con estos voltajes D 2 debe estar apagado Entonces tu solución es

I = 0 A , V = 10 V

L ¡Gracias por la respuesta detallada! Sin embargo, para el caso 3, ¿cómo se corresponden 5 V en el ánodo de D2 con D2 apagado? ¿Sabías ya que el voltaje en el cátodo de D2 es de 10V?
@goli12: Sí, con esta suposición V = 10 voltios (vea el caso 3 en mi respuesta), entonces hay un voltaje negativo en el diodo (10 voltios en el cátodo y 5 voltios en el ánodo, lo que da -5 voltios del ánodo a cátodo).

Retire el diodo del medio y calcule el voltaje en los nodos donde estaba conectado. Si el voltaje del cátodo es más alto, agregar el diodo no tendrá efecto y la corriente a través del diodo será cero.

Entonces, utilizando el análisis nodal, el voltaje del cátodo es de 10 V (es decir, el voltaje en la parte inferior izquierda de 10 KΩ a tierra) mientras que el voltaje del ánodo es de 5 V (el voltaje en el de 5 KΩ a tierra). Entonces, el diodo está en polarización inversa y, por lo tanto, I = 0A, ¿sí?
@goli12 Sí, exactamente.

Llamando al diodo superior izquierdo D1 y al diodo del medio D2, y asumiendo que los diodos son ideales, entonces: En el ánodo de D2, usando la regla del divisor de voltaje (5x15)/15= 5V y en el cátodo de D2, (10x15) /15 = 10 V. Por lo tanto, D2 tiene polarización inversa, la corriente es cero.

1 miliamperio fluye en la resistencia de 10 k ohm

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