ベースクリッパ回路の事で質問です。

出力電圧 V₀ の波形を領域①、②、③に分けました。
それぞれの領域でなぜこのような波形になるのか教えてください。

補足、交流電源はダイオードにより右向き矢印の方向にしか電流が流れない事、
直流電源は上向き矢印の方向にしか電流が流れない事はわかります。

No.3 回答者： xpopo 回答日時： 2016/04/27 22:41

Viを周波数1kHz、ピーク電圧10V、抵抗を1kΩ、ダイオードの順方向電圧降下VFを0.7V、電池の電圧V(e)を5Vとして、シミュレーションした結果を添付します。

まず①の区間ではV(i)はV(e)より低いので電圧V(e)5Vが抵抗Rを経由して出力電圧V(out)に現れます。V(i)はV(e)より低いのですが電流はダイオードに阻止されて流れません。この時抵抗1kΩには電流が流れていないので、抵抗での電圧降下は発生しないのでV(out)は５Vになります。

次に②の区間ではV(i)は電源Eの電圧V(e)より高くなるのでV(i)から電源Eに向かってダイオード　－　抵抗1kΩ　を経由して電流が流れます。ダイオードでの電圧降下VFは電流が少ない②の最初の期間は小さくて②の真ん中あたりで電流が最大になるのでVFは約0.7Vになります。そして後半の部分に向かって電流は減少してゆきVFも小さくなってゆきます。結果的に②の期間では出力にはほぼV(i)に等しい電圧が現れます。またこの期間では抵抗1kΩには上から下に向かって電流が流れます。回路図の矢印の方向に対してマイナスの電流なので上から下の方向に電流が流れてます。

次に③の機関では①の機関と同様でV(i)はV(e)より低くなるので電圧V(e)5Vが抵抗1kΩを経由して出力電圧V(out)に現れます。電流も①と同様に流れません。

No.2 回答者： m-jiro 回答日時： 2016/04/27 16:21

Vi＞E となるとダイオードが順方向（導通状態）になり、VoはViに等しくなります。

これが②の区間。
①③の区間では Vi＜E なのでダイオードには電流は流れず遮断状態なので Vo＝E になります。

>　直流電源は上向き矢印の方向にしか電流が流れない事はわかります。
逆です。
Vi＞E になる②の区間ではダイオードを通った電流はRからEへ流れます。Eは充電？されます。
Eからの電流は矢印方向（図の上向き）に流れることはありません。a-b間に負荷抵抗があると流れますが、この図にはありませんから、上向きには流れることはありません。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2016/04/27 00:47

Vi < E のときには、ダイオードに電流は流れないので、ダイオードは「回路が切断されている」のと同じです。

つまり、
　　V0 = E
一定です。（①、③）
　ダイオードで「回路が切断されている」ので、Vi は全く何の関与もしません。

Vi > E のときのみ、ダイオードが導通して、流れる電流 I によって
　　V0 = E + IR
になります。これが ② です。