지난 시간에는 다이오드를 분석하기 위한 model에 대해서 알아 보았습니다. 오늘은 다이오드 분석 model을 바탕으로 Limiter 회로를 분석해 보겠습니다.
1) Limiter
Limiter는 전압을 제한하는 회로 입니다.
지난 시간에 다이오드를 통해 전류가 흐르기 위해서는 Anode의 전압이 Cathode보다 높아야 한다고 했습니다. Limiter는 이 특성을 이용해 전압을 제한합니다.
(1) 가장 기본적인 Limiter 회로입니다.
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Anode 전압이 Cathode 전압보다 높을 때 전류가 흐를 수 있습니다. 위 회로에서 Cathode의 전압은 0입니다. 따라서 Anode에 걸리는 전압이 0보다 클 때 전류가 흐를 수 있습니다. Anode에는 V_in이 공급되고 있습니다. 따라서 V_in < 0 이면 전류가 흐를 수 없고, V_in > 0 이면 전류가 흐를 수 있습니다.
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위 회로의 전류-전압 관계는 아래의 그립과 같이 나타낼 수 있습니다.
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Ideal model을 이용해서 회로를 분석하면 Anode의 전압이 Cathode 전압보다 높기만 하면 전류가 흐를 수 있습니다.
Constant voltage model을 사용했을 때는 Anode의 전압이 Cathode 전압 + V_D,on보다 높아야 합니다. 따라서 V_in이 V_D,on보다 높을 때 전류가 흐를 수 있습니다.
전류와 전압의 관계는 옴의 법칙을 이용해 V=IR로 나타낼 수 있습니다. 위 회로에서 저항은 R하나 밖에 없습니다. 따라서 I=V/R로 나타낼 수 있습니다. 따라서 전류의 기울기는 1/R로 나타납니다.
(2) 이번에는 전압 source가 추가된 회로를 보도록 하겠습니다.
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Cathode 전압은 여전히 0V입니다. 하지만 Anode에는 추가로 1V전압이 공급되고 있습니다. 따라서 Anode 전압은 V_in + 1V로 나타낼 수 있습니다.
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위 회로의 전류-전압 관계는 아래의 그립과 같이 나타낼 수 있습니다.
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Ideal model을 이용해서 회로를 분석하면 Anode의 전압이 Cathode 전압보다 높기만 하면 전류가 흐를 수 있습니다.
Anode의 전압은 V_in + 1V이기 때문에 V_in이 -1V보다 크면 전류가 흐를 수 있습니다.
Constant voltage model을 사용했을 때는 Anode의 전압이 Cathode 전압 + V_D,on보다 높아야 합니다. 따라서 V_in이 -1V + V_D,on보다 높을 때 전류가 흐를 수 있습니다.
(3) 전압 source가 Cathode에 달린 회로를 보겠습니다.
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Cathode 전압은 0V 에서 1V를 뺀 -1V 입니다. Anode에는 V_in이 공급되고 있기 때문에 Anode 전압은 V_in입니다.
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위 회로의 전류-전압 관계는 아래의 그립과 같이 나타낼 수 있습니다.
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Ideal model을 이용해서 회로를 분석하면 Anode의 전압이 Cathode 전압보다 높기만 하면 전류가 흐를 수 있습니다.
Anode의 전압은 V_in이고 Cathode의 전압은 -1V이기 때문에 V_in이 -1V보다 크면 전류가 흐를 수 있습니다.
Constant voltage model을 사용했을 때는 Anode의 전압이 Cathode 전압 + V_D,on보다 높아야 합니다. 따라서 V_in이 -1V + V_D,on보다 높을 때 전류가 흐를 수 있습니다.
결론적으로 2번 회로와 3번 회로는 같은 전류 전압관계를 가지는 것을 확인할 수 있습니다.
4) 이번에는 전압 source의 방향을 반대로 바꿔보겠습니다.
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Cathode 전압은 0V에 1V를 더해서1V가 됩니다. Anode에는 V-in이 공급되고 있기 때문에 Anode 전압은 V_in입니다.
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위 회로의 전류-전압 관계는 아래의 그립과 같이 나타낼 수 있습니다.
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Ideal model을 이용해서 회로를 분석하면 Anode의 전압이 Cathode 전압보다 높기만 하면 전류가 흐를 수 있습니다.
Anode의 전압은 V_in이고 Cathode의 전압은 1V이기 때문에 V_in이 1V보다 크면 전류가 흐를 수 있습니다.
Constant voltage model을 사용했을 때는 Anode의 전압이 Cathode 전압 + V_D,on보다 높아야 합니다. 따라서 V_in이 1V + V_D,on보다 높을 때 전류가 흐를 수 있습니다.
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