Диод и резистор в схеме

Запишите закон Кирхгофа для контура с источником и найдите ток диода как функцию его напряжения (нагрузочная прямая). Граничные значения сопротивления получаются из двух условий: диод только начинает светиться и диод достигает максимального тока.

\(1~\text{Ом}\le R\le40~\text{Ом}\).

По закону Кирхгофа для контура с источником \(\varepsilon\) и внутренним сопротивлением \(r\): \(\varepsilon=I\,r+U\), где \(I\) — ток источника, \(U\) — напряжение на диоде и на резисторе \(R\). Ток через резистор \(I_R=\dfrac{U}{R}\), ток диода \(I_{диод}=I-I_R\). Поэтому $$I_{диод}=\dfrac{\varepsilon}{r}-U \dfrac{R+r}{rR}$$ это уравнение нагрузочной прямой. Её точка пересечения с ВАХ диода даёт рабочий режим. Граничные наклоны нагрузочной прямой определяются двумя условиями.

Диод начинает светиться при \(U=0{,}5\) В (по ВАХ). Нагрузочная прямая должна проходить не ниже этой точки: \(\dfrac{\varepsilon-0{,}5}{r}-\dfrac{0{,}5}{R}\ge0\), откуда \(R\ge1\) Ом.

Диод не должен превысить \(I_{max}=375\) мА, что по ВАХ соответствует \(U=1\) В: \(\dfrac{\varepsilon-1}{r}-\dfrac{1}{R}\le0{,}375\), откуда \(\dfrac{1}{R}\ge0{,}025\), \(R\le40\) Ом.

Итак, \(1~\text{Ом}\le R\le40~\text{Ом}\).

Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.