Диоде су углавном једносмерни уређаји. Нуди мали отпор када је напред или позитиван Волтажа примењује се и има високу отпор када је диода обрнуто пристрасна. Идеална диода има нулти отпор према напријед и нулти пад напона. Диода нуди велики реверзни отпор, што резултира нултим реверзним струјама. Иако идеалне диоде не постоје, готово идеалне диоде се користе у неким применама. Напонски напони су углавном много већи од предњег напона диоде и самим тим В._Фпретпоставља се да је константна. Математички модели се користе за приближавање карактеристика силицијума и германијумске диоде када је отпор оптерећења обично висок или врло низак. Ове методе помажу у решавању стварних проблема. Овај чланак разматра шта је апроксимација диода, типови апроксимација, проблеми и приближни модели диода.

Шта је диода?

ДО диода је једноставан полупроводник са два терминала који се називају анода и катода. Омогућава проток струје у једном смеру (правац напред) и ограничава проток струје у супротном смеру (обрнути смер). Има мали или нулти отпор када је унапред пристрасан и велики или бесконачни отпор када је уназад пристран. Анода терминала односи се на позитивни електрода, а катода на негативни електрода. Већина диода проводи или дозвољава струју да тече када је анода повезана позитивним напоном. Диоде се користе као исправљачи у напајање.

полупроводник-диода

Шта је апроксимација диода?

Приближавање диода је математичка метода која се користи за приближавање нелинеарног понашања стварних диода ради омогућавања прорачуна и струјно коло анализа. Постоје три различите апроксимације које се користе за анализу диодних кола.

Приближавање прве диоде

У методи прве апроксимације диода се сматра унапред пристрасном диодом и као затворени прекидач са нултим падом напона. Није прикладно за употребу у стварним околностима, већ се користи само за опште приближавање где прецизност није потребна.

прва апроксимација

Приближавање друге диоде

У другом приближавању, диода се сматра унапред пристрасном диодом у серији са а батерија да бисте укључили уређај. Да би се силиконска диода укључила, потребно јој је 0,7В. Напон од 0,7 В или већи се напаја да би се укључила напред подешена диода. Диода се искључује ако је напон мањи од 0,7В.

друга апроксимација

Приближавање треће диоде

Трећа апроксимација диоде укључује напон на диоди и напон на великом отпору, Р_Б.. Запремински отпор је низак, попут мање од 1 охма и увек мање од 10 охма. Отпор масе, Р._Б.одговара отпору п и н материјала. Овај отпор се мења на основу количине напона за прослеђивање и струје која пролази кроз диоду у било ком тренутку.

Пад напона на диоди израчунава се помоћу формуле

В._д= 0,7 В + И_д* Р._Б.

А ако је Р._Б.<1/100 R_Тхили Р._Б.<0.001 R_Тх, то занемарујемо

трећа апроксимација

Проблеми са апроксимацијом диода са решењима

Погледајмо сада два 2 примера проблема приближавања диода са решењима

1). Погледајте доњи круг и користите другу апроксимацију диоде и пронађите струју која пролази кроз диоду.

коло-за-диоде-апроксимација

Ја_Д.= (В._с- В._Д.) / Р = (4-0,7) / 8 = 0,41А

2). Погледајте оба кола и израчунајте помоћу треће методе приближавања диоде

кола користећи трећу методу

За смокву (а)

Додавање отпорника од 1 кΩ са великим отпорником од 0,2Ω не прави никакву разлику у протоку струје

Ја_Д.= 9,3 / 1000,2 = 0,0093 А.

Ако не рачунамо 0,2Ω, онда

Ја_Д.= 9,3 / 1000 = 0,0093 А.

За смокву (б)

За отпор оптерећења од 5Ω, занемаривање скупног отпора од 0,2Ω доводи до разлике у протоку струје.

Због тога се мора узети у обзир опсежни отпор и тачна вредност струје је 1,7885 А.

Ја_Д.= 9,3 / 5,2 = 1,75855 А.

Ако не рачунамо 0,2Ω, онда

Ја_Д.= 9,3 / 5 = 1,86 А.

Резимирајући, ако је отпор оптерећења мали, узима се на снагу масовни отпор. Међутим, ако је отпор оптерећења врло висок (у распону од неколико кило-ома), тада масовни отпор нема утицаја на струју.

Приближни модели диода

Модели диода су математички модели који се користе за приближавање стварног понашања диоде. Разговараћемо о моделирању п-н споја повезаног у унапред пристрасном смеру користећи разне технике.

Модел Схоцклеи диоде

У Модел Схоцклеи диоде једначина, струја диоде И п-н спојне диоде повезана је са напоном диоде ВД. Под претпоставком да су ВС> 0,5В и ИД много већи од ИС, представљамо ВИ карактеристику диоде помоћу

и_Д.= и_С.(је^{ВД / ηВТ}- 1) —— (и)

Са Кирцххофф’с једначина петље, добијамо следећу једначину

и_Д.= (В._С.- В._Д./ Р) ———- (ии)

Под претпоставком да су параметри диоде и η познати, док су ИД и ИС непознате величине. То се може наћи помоћу две технике - графичке анализе и итеративне анализе

Итеративна анализа

Метода итеративне анализе користи се за проналажење напона диоде ВД у односу на ВС за било коју серију вредности помоћу рачунара или калкулатора. Једначина (и) се може реорганизовати дељењем са ИС и додавањем 1.

је^{ВД / ηВТ}= И / И_С.+1

Применом природног дневника на обе стране једначине, експоненцијал се може уклонити. Једначина се своди на

В._Д./ ηВ_Т.= лн (И / И_С.+1)

Заменом за (и) из (ии) пошто задовољава Кирцххофф-ов закон и једначина се своди на

В._Д./ ηВ_Т.= (лн (В_С.–В_Д.) / РИ_С.) +1

Или

В._Д.= ηВ_Т.лн ((В._С.- В._Д.) / РИ_С.+1)

Као што је познато да Вс вреднује, ВД се може погодити и вредност се стави у десну страну једначине и изводећи непрекидне операције, може се наћи нова вредност за ВД. Једном када је ВД пронађен, Кирцххофф-ов закон се користи за проналажење И.

Графичко решење

Уцртавањем једначина (и) и (ии) на И-В криву добија се приближно графичко решење на пресеку два графикона. Та тачка пресека на графикону задовољава једначине (и) и (ии). Права линија на графикону представља линију терета, а крива на графикону представља једначину карактеристике диоде.

графичко решење за одређивање оперативне тачке

Комадно линеарни модел

Како је метода графичког решења веома сложена за композитне склопове, користи се алтернативни приступ моделирању диода, познат као комадно линеарно моделирање. У овој методи, функција се дели на више линеарних сегмената и користи се као карактеристична кривуља приближне диоде.

Графикон приказује ВИ криву стварне диоде која се апроксимира помоћу двосегментног комадно линеарног модела. Права диода се класификује у три елемента у низу: идеална диода, извор напона и а отпорник . Тангента повучена у К-тачки на кривуљу диоде и нагиб ове линије једнака је реципрочној вредности отпора диоде у К-тачки.

комадно-линеарна-апроксимација

Математички идеализована диода

Математички идеализована диода односи се на идеалну диоду. У овој врсти идеалне диоде, Тренутни проток је једнак нули када је диода обрнуто пристрасна. Карактеристика идеалне диоде је да води на 0В када се примени позитиван напон и проток струје би био бесконачан, а диода се понаша попут кратког споја. Приказана је карактеристична крива идеалне диоде.

И-В-карактеристична крива

ФАК

1). Који модел диоде представља најтачнију апроксимацију?

“шта ради тесла завојница ”

Трећа апроксимација је најтачнија апроксимација, јер укључује напон диоде од 0,7 В, напон на унутрашњем скупном отпору диоде и обрнути отпор који нуди диода.

2). Који је напон пробоја диоде?

Пробојни напон диоде је најмањи обрнути напон који се примењује да би се диода пробила и водила у обрнутом смеру.

3). Како се тестира диода?

Да бисте тестирали диоду, користите дигитални мултиметар

Пребаците прекидач за одабир мултиметра у режим провере диода
Повежите аноду са позитивним каблом мултиметра, а катоду са негативним каблом
Мултиметар показује очитавање напона између 0,6 В и 0,7 В и зна да диода ради
Сада преокрените везе мултиметра
Ако мултиметар показује бесконачни отпор (преко опсега) и зна да диода ради

4). Да ли је диода струја?

Диода није нити уређај којим се контролише струја нити напон. Проводи се ако су позитивни и негативни напони тачно дати.

Овај чланак је разматрао три врсте диода метода апроксимације. Разговарали смо о томе како се диода може апроксимирати када диода делује као прекидач са мало нумеричких. На крају смо разговарали о разним типовима приближних модела диода. Ево питања за вас, која је функција диоде?