¿Cómo funciona un superdiodo cuando el diodo se dirige hacia la salida del amplificador operacional?

Vi este problema en una prueba de muestra y me desconcertó el propósito del diodo. Dado que es un amplificador operacional ideal, las 2 entradas (Vp, Vn) son las mismas. Sabes que Vp = 2Vi y también sabes que Vp = Vo = 2Vi. Esto me lleva a pensar que Vo no se ve afectado en absoluto por el diodo. Esa fue mi intuición al menos. Esto me llevó a creer que estas serían las respuestas a la parte A y B, pero aparentemente es esto. Obviamente, esto significa que mi razonamiento es incorrecto de que el diodo realmente juega un papel en todo esto. Por favor, ayúdame a entender dónde me equivoqué. ¡Gracias!

Sugerencia: las dos entradas opamp solo son iguales cuando hay retroalimentación negativa y el amplificador está en su rango lineal.
¿El hecho de que Vo esté conectado directamente a Vn no implica que HAY una retroalimentación negativa? ¿En qué situación no tendrías comentarios negativos?
No puede haber retroalimentación si el diodo bloquea la salida opamp
La pregunta B te dice algo por su existencia. Si volteas el diodo, ¿qué sucede? Esto (y recordar que una fuente de alimentación de dos extremos puede ir en más de una dirección desde el suelo) es clave para su respuesta Y su comprensión de lo que se supone que debe ver aquí.

Respuestas (1)

Este amplificador no inversor es de ganancia unitaria cuando el diodo conduce con el amplificador operacional más negativo que la resistencia en Vo y está en bucle abierto cuando el diodo tiene polarización inversa cuando OpAmp Vout es positivo mientras Vo = 0V.

Dado que sabemos que durante la operación lineal, Vin (+) = Vin (-) debe ser verdadero y la salida debe estar en cualquier nivel posible para lograrlo. Por lo tanto, cuando V0 = 0, el amplificador operacional debe estar en -0.7 más bajo para conducir la resistencia a 0V.

Pero si Vin (+) va > 0, entonces el bucle se abre y Op Amp ahora es como un comparador y sube lo más posible a V + mientras que el diodo ahora tiene polarización inversa y la resistencia todavía está a 0 V.

Eso es hasta que se alcanza el voltaje de ruptura de Zener de 30 V, cuando conduce con una corriente de retroalimentación del 100% y se convierte nuevamente en un amplificador no inversor de ganancia unitaria.

Entonces tenemos 3 rangos de voltaje donde;

  • Vin(+) < 0 Av=+1 Vo=Vin(+)
  • Vin(+) > 0 Av= ∞ Vo=0V
  • Vin(+) > Vz Av=1 Vo=Vin(+)

Ahora puedes graficarlo y descubrir el resto.

Otros comentarios

No importa si el diodo es de silicio o Schottky o un LED, en cuanto a la operación de CC ahora como un diodo ideal. Afectaría el rango de voltaje máximo pero no se definieron los límites V+/V-.

Normalmente, se usa más comúnmente un diodo de silicio de pequeña señal.

También sabemos que la salida del amplificador operacional tiene limitación de corriente, por lo que no se puede usar para ninguna rectificación de energía).

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