Diodo: dibuja la forma de onda de salida

Déjame volver a dibujar tu esquema:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Es mucho más fácil de reconocer de esta manera. Los diodos están dispuestos para causar recorte en el nodo común compartido por$D_1$,$D_2$,$R_1$, y$C_1$-- a saber$V_a$.

El siguiente "gráfico" le muestra el voltaje de entrada en azul y el$V_a$tensión de nodo en rojo:

^{simular este circuito}

Tenga en cuenta que sigue el voltaje de entrada hasta que conduce uno u otro diodo. En ese momento, permanece en el voltaje de batería apropiado en el otro lado de ese diodo. Esto significa que el pico positivo está en$+6\:\textrm{V}$y el pico negativo está en$-4\:\textrm{V}$. Este es el efecto de recorte en el nodo.$V_a$.

Ahora, falta información de su problema: el voltaje inicial a través del capacitor. Pero cuando un problema no lo indica, entonces podemos argumentar con justicia que está descargado y tiene cero voltios a través de él.

Como consecuencia de esta "suposición", durante el primer ciclo solo el voltaje en el otro lado (lado derecho) de su capacitor debe "seguir" la curva en rojo que se muestra arriba. Es decir, si no hubiera un diodo presente en la salida. Pero hay. Así que este es otro problema a considerar.

Si examina la curva roja de arriba y asume que no hay voltaje en el capacitor, entonces la salida podrá seguir la parte positiva de la curva roja ya que el diodo de salida tiene polarización inversa.

Esa parte no se parece a la curva que proporcionaste.

Sin embargo, en la parte negativa de la curva roja, el diodo está polarizado directamente y, por lo tanto, conduce. Esto significa que se evita que la salida sea más negativa (en el caso del diodo ideal) que cero voltios.

Esa parte se parece más a la curva que proporcionaste. (Sin embargo, no del todo, como pronto veremos).

Sin embargo, hay más.

Mientras que la curva roja alcanza su valor pico más negativo de$-4\:\textrm{V}$, el voltaje del capacitor está completamente cargado hasta esa diferencia, ya que el diodo conduce y mantiene la salida en cero voltios.

Por lo tanto, inmediatamente en el punto donde el voltaje de la curva roja comienza a subir hacia cero voltios, el capacitor tendrá su lado izquierdo cargado negativamente (que estaba justo en$-4\:\textrm{V}$, en relación con su lado derecho (que estaba justo en$0\:\textrm{V}$.) Entonces, a medida que la curva roja retrocede hacia arriba en ese tramo final, el voltaje del capacitor se sumará. Debido a la polaridad del capacitor, esto agregará$+4\:\textrm{V}$al tramo final de la curva roja.

A medida que el último tramo final de la curva roja sube hacia arriba, la salida será$+4\:\textrm{V}$más alto (lo que significa que aumentará por encima de cero voltios) y el diodo de salida dejará de conducir (se apagará). Por lo tanto, la salida aumentará hacia arriba con el último tramo de la curva roja, pero$+4\:\textrm{V}$más alto.

Esta debería ser información más que suficiente para que componga un diagrama de salida final para el primer ciclo.

Sin embargo, todavía hay más .

Ahora. Si se supone que debe proporcionar el caso de estado estacionario, después de que el capacitor se cargue en el primer ciclo, la respuesta será un poco diferente. De sus comentarios que ahora veo, necesita mostrar el próximo ciclo (o caso de estado estacionario).

Por lo tanto, debe realizar un seguimiento al darse cuenta de que después del primer ciclo, el capacitor se cargará. Aplique este conocimiento a la curva roja que proporcioné pero ahora con el voltaje agregado.

Tenga en cuenta que el nodo$V_a$seguirá teniendo el mismo aspecto en el próximo ciclo (verifique esto en su propia mente). Sin embargo, ahora tendrá que lidiar con un condensador cargado para calcular qué$V_{out}$parece.

Mira a dónde te lleva eso.