H24 理論 問13(ダイオード回路)




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H24 理論 問13(ダイオード回路)

問 13
図は、抵抗 $R_1 [Ω]$ とダイオードからなるクリッパ回路に負荷となる抵抗 \(R_2 [Ω] (=2R_1)\) [Ω] を接続した回路である。入力直流電圧 \(V\) [V] と \(R_1\) [Ω] に流れる電流 \(I\) [A] の関係を示す図として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

ただし、順電流が流れているときのダイオードの電圧は、0 [V] とする。

また、逆電圧が与えられているダイオードの電流は、0 [A] とする。


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解 答

ただし書きにあるように、順電流が流れているときのダイオードの電圧が 0 [V] ということから、この場合はダイオードは「短絡」した状態にあることが考えられます。

電圧が「正」で、順電流が流れているときの回路は次のようになります。

このとき回路に流れる電流は

\(I=\cfrac{V}{R_1}\) になり、流れる電流 \(I\) は電圧 \(V\) に比例します。

次に、逆電圧が与えられているダイオードの電流は、0 [A] ですからダイオードは開放状態にあると考えられます。

電圧が「負」の場合の回路は次のようになります。

このとき回路に流れる電流は

\(I=\cfrac{V}{R_1+2R_1}=\cfrac{V}{3R_1}\) になります。

流れる電流 \(I\) は電圧 \(V\) に比例します。

しかし、その大きさは正の範囲の時の \(\cfrac{1}{3}\) になります。

正解は(5)