問題文
図1は、ダイオードD、抵抗値 \(R\) [\(\Omega\)] の抵抗器、及び電圧 \(E\) [V] の直流電源からなるクリッパ回路に、正弦波電圧 \(v_{i}=V_{m}\sin\omega t\) [V] (ただし、\(V_{m}>E>0\)) を入力したときの出力電圧 \(v_{o}\) [V] の波形である。図2(a)～(e) のうち図1の出力波形が得られる回路として、正しいものの組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、\(\omega\) [rad/s] は角周波数、\(t\) [s] は時間を表す。また、順電流が流れているときのダイオードの端子間電圧は 0 V とし、逆電圧が与えられているときのダイオードに流れる電流は 0 A とする。
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選択肢
理想ダイオードなので，
- 順方向で導通中はダイオード両端電圧が \(0\) となり，出力は入力側の電位関係に従って変化する。
- 逆方向では電流が流れず，出力は直流電源 \(E\) 側に引き込まれて一定値になる。
提示された出力波形は「\(v_{\mathrm{i}}\) がある閾値より大きい範囲では \(v_{0}\) が入力に追従し，それ以外では \(v_{0}\) が \(E\) に張り付く」タイプのクリッパである。
この動作になるダイオードの向き・直流源の接続が一致する回路は (a) と (d) の組合せとなるため(3)。