Диоды и светодиод

При росте напряжения диоды открываются по одному. На каждом участке между открытиями ток линейно зависит от напряжения, поэтому график кусочно-линейный.

Будем постепенно увеличивать напряжение \(U\) на схеме; левую клемму считаем имеющей потенциал \(U\), правую — заземлённой.

При \(U < U_1 = 1\) В все диоды закрыты, ток равен нулю. При \(U = U_1\) открывается D1. Пусть \(U = U_1 + \Delta U\). В этом режиме на каждом сопротивлении падает \(\Delta U/2\), а на D1 — \(U_1 = 1\) В, так что ток \(I = \dfrac{\Delta U}{2R} = \dfrac{U-1}{2}\) (с учётом \(R = 1\) Ом). Этот режим продолжается, пока не откроется D2, что происходит при \(U = 3\) В. Тогда \(I = 0\) при \(U < 1\) В и \(I = \dfrac{U-1}{2}\) при \(U \in (1; 3)\) В.

Далее открыт D2, и на D1 и D2 падают \(1\) и \(2\) В. Ток через левое сопротивление \(I = (U-2)/R = U - 2\) и совпадает с полным током схемы; ток через правое сопротивление перестаёт меняться и равен \(1\) А. Этот режим продолжается до открытия D3, то есть до \(U - 1 = U_3 = 4\) В, или \(U = 5\) В. Итак, \(I = U - 2\) при \(U \in (3; 5)\) В. В этот момент полный ток равен \(3\) А, ток через D2 равен \(2\) А, а через D3 ток ещё не течёт.

При больших напряжениях \(U = 5 + \Delta U\) на D2 и D3 падают \(2\) и \(4\) В. Светодиод в этой ситуации закрывается: напряжение на нём меньше \(1\) В. Ток через левое сопротивление \(I_1 = (3+\Delta U)/R\) течёт и через D2, ток через правое сопротивление \(I_2 = (1+\Delta U)/R\) течёт и через D3. Полный ток \(I = I_1 + I_2 = (4 + 2\Delta U)/R\), то есть при \(U > 5\) В \[I = 2U - 6 .\] При включении этого режима происходит скачок тока: при сколь угодно малом \(\Delta U\) ток превышает \(4\) А.