Recortadores y Sujetadores (Cambiadores de nivel). 

RecortadoresExiste una variedad de redes de diodos denominadas recortadores que tienen la capacidad para recortar una parte de la señal de la entrada, sin distorsionar la parte restante de la forma de onda alterna. El rectificador de media onda es un ejemplo de la forma más sencilla de recortar el diodo (una resistencia y un diodo). Dependiendo de la orientación del diodo, se "recorta" la región positiva o negativa de la señal de entrada.Son dos las categorías generales de los recortadores:

En serie: La configuración en serie se define como aquella donde el diodo está en serie con la carga

En paralelo. La variedad en paralelo tiene el diodo en una rama paralela a la carga.  En serieLa respuesta de la configuración en serie de la figura 1.56a para una diversidad de formas de ondas alternas se presenta en la figura  1.56b. Aunque se presentó primero como un rectificador de media onda (para formas de ondas senoidales), no hay límites en relación con el tipo de señales que pueden aplicarse a un recortador. 

Figura 1.56a Recortador serie.

Figura 1.56b Respuesta del recortador de la figura 1.56a con diferentes tipos de señales.

  La adición de una fuente de cd tal como la que se muestra en la figura 1.57 puede tener un pronunciado efecto en la salida de un recortador.

 

Figura 1.57 Recortador serie con fuente de cd. La alimentación de cd requiere además que el voltaje vi sea mayor que V volts para que el diodo conduzca.Para el diodo ideal la transición entre estados ocurrirá en el punto de las características en que vd =0 e id = 0 A. Ejemplo 1.12 : Determine la forma de onda de la salida para la red de la figura 1.58

Figura 1.58Solución:Las experiencias anteriores sugieren que el diodo se encontrará en el estado de conducción en la región positiva de vi (en especial al notar la contribución de V = 5V). La red aparecerá entonces como se ilustra en la figura 1.59 y Vo = Vi + 5V. Sustituyendo id = 0 en vd = 0 para los niveles de transición, obtenemos la red de la figura 1.60 yVi = -5Vcd. 

Figura 1.59 Vo con el diodo en estado de conducción 

Figura 1.60 Determinación del nivel de transición para el recortador de la figura 1.58 Para voltajes más negativos que -5V, el diodo está en estado de circuito abierto en tanto que para voltajes más positivos que -5V el diodo está en estado de corto circuito. Los voltajes de estrada y de salida aparecen en la figura 1.61.  

Figura 1.61 Esquema de Vo para el ejemplo.

 Ejemplo 1.13:Determine Vo para la red de la figura 1.64

Figura 1.64 Recortador del ejemplo 1.13.SoluciónLa polaridad de la fuente de cd y la dirección del diodo sugieren fuertemente que el diodo se encontrará en el estado "de conducción" en la región negativa de la señal de entrada. En esta región la red aparecerá como se muestra en la figura 1.65, donde las terminales definidas para Vo requieren que Vo = V= 4 V.El estado de transición puede determinarse a partir de la figura 1.66, donde se ha impuesto la condición id = 0 A en Vd = 0 V. El resultado es Vi (de transición) = V = 4 V.

 

Figura 1.65 Vo para la región negativa de Vi.  

Puesto que es evidente que la alimentación de cd "fuerza" al diodo para que permanezca en el estado de corto circuito, el voltaje de entrada debe ser mayor que 4 V para que el diodo se encuentre en el estado "de corte". Cualquier voltaje de entrada menor que 4 V dará como resultado un diodo en corto circuito. 

Figura 1.66 Determinación del nivel de transición para el ejemplo 1.13. En el estado de circuito abierto, la red será como se muestra en la figura 1.67, donde Vo = Vi,. Al completar la gráfica de Vo se obtiene la forma de onda de la figura 1.68. 

 

Figura 1.67 Determinación de vo para el diodo en estado de no conducción.

 

Figura 1.68 Esquema de vo para el ejemplo. En la figura 1.69 se presentan diversos recortadores en serie y en paralelo.