回路の動きが分かりません。(ダイオード)

試験勉強をしているのですが、下記問題の解答がどうしてそうなるのか分かりません。
ダイオードのVF＝0.6Vです。

分かる方いらっしゃいましたら、お手数ですがご教授お願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 回答いただき、ありがとうございます。
  ⑥の青線に関してご説明いただいたのは、電源が＋側の話かと認識しております。
  －側の場合（図にある解答グラフの後半）は、仮に電源が-4Vだとすると、⑤が-0.6Vなので、図の電源の下側を‐極性としたとき、－極性側に-4.6Vになって⑥の地点はD3で-0.6Vになるので、-5.2Vとはならないものなのでしょうか？

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2018/05/09 23:12

• スミマセン。No.5さんの回答を確認して、自分が間違っていることに気づきました。
  ⑤は-極性側より、-4V低い値になるため、⑤が-0.6のときは、－極性側は3.4Vになるのですね。
  全部の回答を読まずに変な補足を書いてしまい、申し訳ありませんでした。

    補足日時：2018/05/09 23:24

No.5 ベストアンサー 回答者： xpopo 回答日時： 2018/05/09 19:46

電源が100Hzの８Vpp（ピーク・ツー・ピーク）ですから、

１）　回路図の右下の接地（GND）を基準に見れば電源が正のピーク、即ち＋４Vの時は電源の上側端子を電源の＋側、下側の端子を－側とすると、電流は電源の＋側、即ち⑤から一番上のダイオードを通ってから負荷の1kΩを通り一番下のダイオードから電源の下側の－端子に戻ります。この時、電源の＋側端子から電流が流れ出して電源の下側の－端子に戻るまでに電流は2つのダイオードを通ってますので負荷の1kΩには電源電圧＋4Vからダイオード2本分の順方向電圧降下、即ち２VFの電圧だけ差し引かれた電圧が加わります。したがって、+4V－２VF＝+4V－２×0.6V＝＋2.8V　の電圧が負荷1kΩの電圧として⑥に現れます。

２）　次に電源電圧が負のピーク、即ち－4Vの時は。電源の上側の＋端子の電圧が下側の－端子より４V低くなります。したがって、電源の一番高い電圧端子、－端子から電流は下から２番目のダイオードを通って負荷1kΩの端子⑥へ流れ、1kΩの反対側の端子、即ち接地（GND）から上から2番目のダイオードを通って電源の＋側、⑤へ戻ります。この場合、⑤の電圧は接地（GND）からダイオード1本分のVFだけ低い電圧、即ち-0.6Vになってます。⑤の電圧-0.6Vに対して電源の－端子は４V高い電圧、即ち、-0.6V＋4V＝3.4Vの電圧になってます（接地（GND）を基準にして見た電圧）。抵抗1kΩの端子⑥の電圧はこの3.4Vの電源の－端子からダイオード1本を通りますのでVF分だけ電圧が下がります。したがって端子⑥の電圧は3.4V－0.6V＝2.8Vとなります。

結果として、回答図のような電圧関係になるのが理解できると思います。

この回答へのお礼

細かく解説いただき、ありがとうございます。
一番スッと入ってきたため、ベストアンサーに選ばせていただきます。

お礼日時：2018/05/09 23:30

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2018/05/09 10:35

この「解答」に書かれているのは、質問者さんの解答ですか？

明らかに違っていますね。
抵抗の下側に「接地」が指定されているということは、そこを電圧の基準点（電圧ゼロ）にせよということですから。

たとえば、交流電源がちょうど正位相、つまり電源の上側がプラスで下側がマイナスになったときには、一番上と一番下のの2個のダイオードが「導通」、「斜め」のダイオードは「非導通」になりますが、このとき
・電源下側は「接地」に対してVFだけ電圧降下した -0.6V
・電源上側つまり⑤の電圧は、それに対して +8V なので 7.4V
・⑥の電圧は、そこからVFだけ電圧降下した 6.8V
になるはずです。

また、交流電源がちょうど逆位相、つまり電源の上側がマイナスで下側がプラスになったときには（注）、「斜め」の2個のダイオードが「導通」、一番上と一番下のダイオードは「非導通」になりますが、このとき
・⑤の電圧は、「接地」に対してVFだけ電圧降下した -0.6V
・電源下側はそれに対して +8V なので 7.4V
・⑥の電圧は、そこからVFだけ電圧降下した 6.8V
になるはずです。

さらに、交流電源の両端の電圧差が 1.2 V より小さいときにはすべてのダイオードが「非導通」になるので、
・⑤の電圧は基準がなくなるので不定（導通した瞬間に、正位相なら「交流電源の両端の正の電圧差 - 0.6V」、逆位相なら「-0.6V」になる）
・電流が流れないので⑥の電圧は 0 V
です。

この回答へのお礼

ご指摘ありがとうございます。回答はテキストの回答を私が手書きで書いたものです。

お礼日時：2018/05/09 23:31

No.3 回答者： godgilloq 回答日時： 2018/05/09 00:40

ダイオード４個をこのように組み合わせたものを「ダイオードブリッジ」と呼びます。

整流（交流を脈流に変換）することができます。

波形は、電源の波形のマイナス側をプラス側に折り返した形となります。
電圧はマイナスがプラスになっただけで波形も同じ、なのが理想なのですが
現実にはダイオードにはVF「順方向電圧降下」があり、これが0.6V、と設問にあります。

言い換えると、
ダイオードに正方向に電流が流れたとき、ダイオード上で0.6Vの電圧降下が生じます。
ダイオードブリッジでは２個通るのでかける２で1.2Vです。

つまり電源の電圧が1,,2V以下の時は、順方向でも電流がダイオードを通らない、
という事で、抵抗両端の電圧は「電源電圧ー1.2V」（1.2V以下の時はゼロ）となります。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
ダイオードブリッジというのですが、別途調べて動作を確認してみます。

お礼日時：2018/05/09 23:27

No.2 回答者： m-jiro 回答日時： 2018/05/09 00:20

説明の都合上ダイオードを図の上から D1、D2、D3、D4 とします。

また電源の極性は図の上が＋とします。
電源が 8Vp-p ということは電源の一端を基準にして他端が±4Vの幅で変化するということです。

1KΩの両端にはダイオードを2個(D1とD4)を通った電圧が現れるのでピーク電圧は
　4V － 0.6V×2 ＝ 2.8V　　になります。これがグラフ⑥の青線ですが、この電圧はアース記号の点を基準にしたものであることに注意してください。

⑤の赤線も1KΩの下側を基準に測ったものですが、電圧降下はダイオード1個(D4)だけになるのでピーク値は3.4Vになります。
赤のグラフの右に水平の部分がありますがこれは電源の上側が－の時ですね。この電圧はD2で発生したものです。電流にかかわらず－0.6Vになります。正確には 5μS の前後でいったん0Vになった後⑥が立ち上るタイミングでマイナスになります。

この回答へのお礼

ご回答いただき、ありがとうございました。
早とちりで変な補足質問をしてしまい、スミマセンでした。

お礼日時：2018/05/09 23:26

No.1 回答者： nak_7000 回答日時： 2018/05/08 23:42

うーんと、100kHz—ここの4Vの極性が変わる(方形波 ではなく正弦波のようですね)部分に注目。

5の部分4Vでその下が0Vですよね。電気の流れを追えはいいんですよ。
5に加えは4Vが0Vに向かっていく道筋をね。

横右に向いてるダイオードを通過(3.4V)して6に到達、抵抗を通じて下の左向きダイオードを通過して0Vです。抵抗の両端は2.8V、つまり6の電圧は2.8Vですよ。

逆を追えは上は0v下は4vですから斜め右上がりのダイオードを通って6に、抵抗を通じて左上向きのダイオードを通じて0Vに。やはり6の電圧は2.8Vですね。

で、その図のようになるって事ですね

※ 100kHz 側はgndと切り離されているとする、

この回答へのお礼

素早くご回答いただき、ありがとうございます。
お礼が遅れてしまいスミマセン。

お礼日時：2018/05/09 22:50