Kezdőlap


Feladat:	2097. fizika feladat	Korcsoport: 18-	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Magyar Anikó
Füzet:	1986/december, 476 - 477. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Kirchhoff-törvények, Félvezető dióda, Feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1986/január: 2097. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Tekintsük a $B$ ‐ $D$ vezetéket zérus potenciálúnak, viszonyítsunk minden potenciált ehhez a ponthoz (lásd az 1. ábrát).

1. ábra

Így a bemenő feszültség

U_{A}

, a kimenő pedig

U_{C}

. A feladatban három esetet különböztethetünk meg.

\begin{matrix} I . U_{E} \leq U_{2}, \\ I I . U_{2} < U_{E} \leq U_{1}, \\ I I I . U_{1} < U_{E} . \end{matrix}

Az I. esetben mindkét dióda zárt állapotban van, vagyis szakadást jelent. Igy a kimenő feszültség

U_{2} = 20 V

. Ebből az is következik, hogy

U_{E} = U_{A}

, vagyis ez az eset

U_{A} ≦ U_{2} = 20 V

esetén valósul meg.
A II. esetben a

D_{1}

dióda zárt,

D_{2}

pedig nyitott állapotban van, vagyis az áramkör a 2. ábra szerint rajzolható át.

2. ábra

Mivel

D_{2}

nyitott:

U_{E} = U_{C}

. A kimenő feszültség

U_{C} = U_{A} - I R_{1}

, ahol

I

a körben folyó áram. Ohm törvénye alapján

I = (R_{1} + R_{2}) / (U_{A} - U_{2})

, vagyis

U_{C} = \frac{U_{A} R_{2} + U_{2} R_{1}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{20}{3} V + \frac{2}{3} U_{A} .

Ez addig igaz, amíg

U_{E} = U_{C} < U_{1}

teljesül, tehát

U_{A} = 110 V

-ig.
Ha még tovább növeljük a bemenő feszültséget, akkor a III. eset valósul meg; ekkor mindkét dióda nyitott állapotban van. Mivel

D_{2}

most is nyitva van:

U_{E} = U_{C}

; másfelől

D_{1}

nyitása miatt

U_{E} = U_{1}

, vagyis

U_{C} = U_{1} = 80 V

.
A kimenő feszültséget a bemenő feszültség függvényében a 3. ábrán láthatjuk, ahol összefoglaltuk a három esetet.

3. ábra