Problema 65-10   Fonte:  Problema elaborado pelo autor do site.

Dado o circuito mostrado na Figura 65-10.1 calcule a tensão de saída V_o, assumindo que a tensão de entrada é dada por V_i = 15 sen t. Esboce um gráfico mostrando a forma de onda na saída. Considere a tensão sobre o diodo na condução como V_D = 0,7 V, V_Z1 = 2,3 V e V_Z2 = 3,0 V.

Solução do Problema 65-10   

O ramo formado pelo diodo zener Z₂ e a fonte de tensão de 2 V conduzirá com 0,7 + 2 = 2,7 V. Até que a tensão de entrada atinja esse valor, a tensão de saída é uma cópia da tensão de entrada. Assim que V_i, em seu semiciclo positivo, atinja o valor de 2,7 V este circuito limitará a tensão de saída a esse valor. No semiciclo positivo, o outro ramo, formado por Z₁ e D, é totalmente inoperante, pois a tensão de saída nunca alcançará o valor de 2,3 + 0,7 = 3,0 V, necessário para a condução. Assim, para o semiciclo positivo, podemos escrever:

E no semiciclo negativo, o ramo formado pelo diodo zener Z₂ e a fonte de tensão de 2 V entrará em condução com - 3 + 2 = - 1,0 V. Até que a tensão de entrada atinja esse valor, a tensão de saída é uma cópia da tensão de entrada. Quando V_i atingir esse valor, a tensão de saída será limitada a -1,0 V. Assim, para o semiciclo negativo, podemos escrever:

Veja na Figura 65-10.2 a forma de onda na saída do circuito. Cabe ressaltar que o ramo formado por Z₁ e D são totalmente inoperantes em ambos semiciclos da senoide. Dessa forma, é como se esse circuito não existisse.