In je redenering vergeet je de spanningsval over de weerstanden. Je moet niet denken in lussen maar in de stroom door de parallelle takken met D1 en D2.
Merk allereerst op dat vout = (I1+I2)R.
- Voor lage vin loopt er geen stroom en dus vout=0V
- Als je de ingangsspanning laat toenemen, gaat eerst D1 geleiden en D2 doet niets (I2=0). Je kunt I1 bepalen en de uitgangsspanning is I1.R (R 1 kOhm)
- Als je de spanning laat toenemen, loopt er meer steeds meer stroom en de spanning over D2 neemt toe. Totdat D2 in geleiding komt.
- Als D2 in geleiding komt, dan loopt er al een stroom I1 door D1. Zowel I1 als I2 kun je uitdrukken in vin - vout.
- vout wordt tenslotte bepaald door I1+I2: vout = (I1+I2)R.
Misschien kun je het met deze hints allemaal al uitrekenen. Als het niet lukt mag je hier onder spieken.
Voor negatieve waarden van v
in sperren beide dioden. Dus loopt er geen stroom en dus is v
out=0
Laat de spanning toenemen. Je ziet dan dat de linkertak het eerst zal geleiden. Dat gebeurt als er 0,7V over D1 in doorlaatrichting staat. Dat is het geval bij v
in = 0V. Ga maar na: Geen stroom, diode begint te geleiden. v
in=0V en v
out=0V. De onderkant van D1 is -0,7V en de diode kan gaan geleiden. Je ziet dat de linkerspanningsbron de diode "helpt" om eerder te gaan geleiden.
D2 spert. De rechterspannigsbron werkt de stroom tegen. Om de diode te laten geleiden, moet de ingangsspanning 0,7V van de diode overbruggen, 3V van de rechterspannigsbron én de spanning over de onderste weerstand v
out >0 doordat D1 al geleidt.
Voordat D2 zal geleiden zie je dat voor v
in>0 er een spanningsdeling is over R1 en R2: v
out = v
in/2
D2 komt in geleiding als vin-vout= 3,7V. Dus vin= 7,4 V aangezien op dat moment nog vout = vin/2
Voor spanningen boven 3,7V heb je een wat aparte parallelschakeling met R1, R2 en R3 =1 kOhm:
(1) Stroom door D1 is I1=(v
in-v
out)/R1 (voor v
in>0V)
(2) Stroom door D2 is I2=(v
in-v
out-3,7V)/R2 (voor v
in>7,4V)
(3) Uitgangsspanning: v
out= (I1+I2)R3
Substitueer (1) en (2) in (3) en dan uitwerken en je hebt het verband v
in=>v
out voor spanningen boven 7,4V.
