Diodes galvenokārt ir vienvirziena ierīces. Tas piedāvā zemu pretestību, ja brauc uz priekšu vai pozitīvi spriegums tiek piemērots un ir augsts pretestība kad diode ir pretēja. Ideālai diodei ir nulle pretestības pret spēju un nulles sprieguma kritums. Diode piedāvā augstu pretējo pretestību, kā rezultātā nulles pretējās strāvas. Lai gan ideālu diodes nepastāv, dažās lietojumprogrammās tiek izmantotas gandrīz ideālas diodes. Barošanas spriegumi parasti ir daudz lielāki par diodes priekšējo spriegumu un tādējādi VFtiek pieņemts, ka tas ir nemainīgs. Matemātiskos modeļus izmanto, lai tuvinātu silīcija un germānija diode raksturlielumus, ja slodzes pretestība parasti ir augsta vai ļoti zema. Šīs metodes palīdz atrisināt reālās problēmas. Šajā rakstā ir apspriests, kas ir diodu tuvināšana, tuvinājumu veidi, problēmas un aptuvenie diodu modeļi.
Kas ir diode?
TO diode ir vienkāršs pusvadītājs ar diviem spailēm, ko sauc par anodu un katodu. Tas ļauj strāvas plūsmu vienā virzienā (virzienā uz priekšu) un ierobežo strāvas plūsmu pretējā virzienā (pretējā virzienā). Tam ir zema vai nulles pretestība, ja tiek virzīta uz priekšu, un augsta vai bezgalīga pretestība, ja ir pretēja. Termināļu anods attiecas uz pozitīvo svinu un katods uz negatīvo svinu. Lielākā daļa diodu vada vai ļauj strāvai plūst, kad anods ir savienots ar pozitīvu spriegumu. Diodes tiek izmantotas kā taisngrieži enerģijas padeve.
pusvadītājs-diode
Kas ir diodu tuvināšana?
Diodu tuvināšana ir matemātiska metode, ko izmanto, lai tuvinātu reālo diodu nelineāro uzvedību, lai varētu veikt aprēķinus un ķēde analīze. Diodu ķēžu analīzei tiek izmantoti trīs dažādi tuvinājumi.
Pirmā diode tuvināšana
Pirmajā tuvināšanas metodē diode tiek uzskatīta par uz priekšu orientētu diode un kā slēgts slēdzis ar nulles sprieguma kritumu. Tas nav piemērots lietošanai reālās dzīves apstākļos, bet tiek izmantots tikai vispārīgiem aprēķiniem, kur precizitāte nav nepieciešama.
pirmais tuvinājums
Otrā diode tuvināšana
Otrajā tuvinājumā diode tiek uzskatīta par uz priekšu orientētu diode virknē ar a akumulatoru lai ieslēgtu ierīci. Lai ieslēgtos silīcija diode, tam nepieciešams 0,7 V. Lai ieslēgtu uz priekšu vērsto diodi, tiek padots spriegums 0,7 V vai lielāks. Diods izslēdzas, ja spriegums ir mazāks par 0,7 V.
otrais tuvinājums
Trešā diode tuvināšana
Trešais diodes tuvinājums ietver spriegumu visā diodē un spriegumu starp kopējo pretestību RB. Lielapjoma pretestība ir zema, piemēram, mazāka par 1 omu un vienmēr mazāka par 10 omiem. Lielapjoma pretestība, RBatbilst p un n materiālu pretestībai. Šī pretestība mainās, pamatojoties uz pārsūtīšanas sprieguma daudzumu un strāvu, kas jebkurā brīdī plūst caur diode.
Sprieguma kritumu diodē aprēķina, izmantojot formulu
Vd= 0,7 V + Id* RB
Un ja RB<1/100 RThvai RB<0.001 RTh, mēs to nolaidām
trešais tuvinājums
Diodu tuvināšanas problēmas ar risinājumiem
Apskatīsim divus divus diode tuvināšanas problēmu piemērus ar risinājumiem
1). Apskatiet zemāk esošo ķēdi un izmantojiet otro diodes tuvinājumu un atrodiet strāvu, kas plūst caur diode.
ķēde-diode-tuvināšana
EsD= (Vs- VD) / R = (4-0,7) / 8 = 0,41A
2). Apskatiet abas shēmas un aprēķiniet, izmantojot trešo diode tuvināšanas metodi
shēmas, izmantojot trešo metodi
Attēlam (a)
Pievienojot 1kΩ rezistoru ar 0,2Ω lielapjoma rezistoru, nav nekādas atšķirības strāvas plūsmā
EsD= 9,3 / 1000,2 = 0,0093 A
Ja neskaitām 0,2Ω, tad
EsD= 9,3 / 1000 = 0,0093 A
B) attēlam
Ja slodzes pretestība ir 5Ω, neņemot vērā lielāko pretestību 0,2Ω, rodas atšķirība strāvas plūsmā.
Tāpēc jāņem vērā lielapjoma pretestība, un strāvas pareizā vērtība ir 1,7885 A.
EsD= 9,3 / 5,2 = 1,75885 A
Ja neskaitām 0,2Ω, tad
EsD= 9,3 / 5 = 1,86 A
Apkopojot, ja slodzes pretestība ir maza, tiek ņemta vērā lielapjoma pretestība. Tomēr, ja slodzes pretestība ir ļoti augsta (svārstās līdz vairākiem kilogramiem omu), tad lielapjoma pretestība neietekmē strāvu.
Aptuvenie diodes modeļi
Diodu modeļi ir matemātiski modeļi, kurus izmanto, lai tuvinātu diodes faktisko uzvedību. Mēs apspriedīsim p-n krustojuma, kas savienots virzienā uz priekšu, modelēšanu, izmantojot dažādas metodes.
Šoklija diodes modelis
Iekš Šoklija diode modelis vienādojums, p-n savienojuma diodes diodes strāva I ir saistīta ar diodes spriegumu VD. Pieņemot, ka VS> 0,5 V un ID ir daudz augstāks par IS, mēs attēlojam diodes VI raksturlielumu ar
iD= iS(irVD / ηVT- 1) - i)
Ar Kirhofs cilpas vienādojumu, iegūstam šādu vienādojumu
iD= (VS- VD/ R) ———- (ii)
Pieņemot, ka diodes parametri ir zināmi un η, bet ID un IS nav zināmi lielumi. Tos var atrast, izmantojot divas metodes - grafisko analīzi un iteratīvo analīzi
Iteratīvā analīze
Izmantojot datoru vai kalkulatoru, tiek izmantota iteratīvā analīzes metode, lai jebkurai noteiktai vērtību sērijai atrastu diodes spriegumu VD attiecībā pret VS. Vienādojumu (i) var pārkārtot, dalot to ar IS un pievienojot 1.
irVD / ηVT= Es / esS+1
Pielietojot dabisko žurnālu abās vienādojuma pusēs, eksponenci var noņemt. Vienādojums samazinās līdz
VD/ ηVT= ln (es / esS+1)
Aizstājot (i) no (ii), jo tas atbilst Kirhofa likumam un vienādojums samazinās līdz
VD/ ηVT= (ln (VS–VD) / RIS) +1
Or
VD= ηVTln ((VS- VD) / RIS+1)
Tā kā Vs ir zināms kā vērtība, VD var uzminēt un vērtību ievietot vienādojuma labajā pusē un veicot nepārtrauktas darbības, var atrast jaunu VD vērtību. Kad VD ir atrasts, I. atrašanai tiek izmantots Kirhofa likums.
Grafiskais risinājums
Uz I-V līknes uzzīmējot vienādojumus (i) un (ii), divu grafu krustpunktā tiek iegūts aptuvens grafiskais risinājums. Šis grafika krustpunkts apmierina (i) un (ii) vienādojumu. Taisnā līnija grafikā apzīmē slodzes līniju, bet grafika līkne - diodes raksturlīkni.
grafiskais risinājums, lai noteiktu darbības punktu
Viengabala lineārais modelis
Tā kā grafisko risinājumu metode ir ļoti sarežģīta saliktajām ķēdēm, tiek izmantota alternatīva diodu modelēšanas pieeja, kas pazīstama kā daļēja lineārā modelēšana. Šajā metodē funkcija tiek sadalīta vairākos lineāros segmentos un tiek izmantota kā diode aproksimācijas raksturlīkne.
Grafikā parādīta reālas diodes VI līkne, kas ir aptuvena, izmantojot divsegmentu pa daļām lineāru modeli. Īsts diode tiek klasificēts trīs elementos virknē: ideāls diode, sprieguma avots un a rezistors . T-tangenss, kas novilkts Q punktā uz diodes līkni, un šīs līnijas slīpums ir vienāds ar diodes pretestības abpusējo attiecību Q-punktā.
pa daļām-lineāri-tuvināšana
Matemātiski idealizēts diode
Matemātiski idealizēts diode attiecas uz ideālu diode. Šāda veida ideālā diode strāva plūstoša ir vienāda ar nulli, ja diode ir pretēja. Ideāla diodes raksturojums ir vadīšana pie 0 V, kad tiek piemērots pozitīvs spriegums, un strāvas plūsma būtu bezgalīga, un diode izturas kā īssavienojums. Parādīta ideāla diode raksturīgā līkne.
I-V raksturīgā līkne
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kurš diodes modelis ir visprecīzākais tuvinājums?
Trešais tuvinājums ir visprecīzākais tuvinājums, jo tas ietver diodes spriegumu 0,7 V, spriegumu visā iekšējā diodes pretestībā un reverso pretestību, ko piedāvā diode.
2). Kāds ir diodes sadalīšanās spriegums?
Diodes sadalīšanās spriegums ir minimālais apgrieztais spriegums, kas tiek izmantots, lai veiktu diode sadalījumu un vadību pretējā virzienā.
3). Kā jūs pārbaudāt diode?
Lai pārbaudītu diode, izmantojiet digitālo multimetru
- Mainiet multimetra izvēles slēdzi uz diodes pārbaudes režīmu
- Savienojiet anodu ar multimetra pozitīvo vadu un katodu ar negatīvo
- Multimetrs rāda sprieguma rādījumu no 0,6 V līdz 0,7 V un zina, ka diode darbojas
- Tagad apgrieziet multimetra savienojumus
- Ja multimetrs parāda bezgalīgu pretestību (diapazonā) un zina, ka diode darbojas
4). Vai diode ir strāva?
Diods nav ne strāvas, ne sprieguma kontrolēta ierīce. Tas darbojas, ja pozitīvs un negatīvs spriegums tiek piešķirts pareizi.
Šajā rakstā tika apspriesti trīs veidi diode tuvināšanas metode. Mēs apspriedām, kā diodi var tuvināt, kad diode darbojas kā slēdzis, kurā ir maz skaitļu. Visbeidzot, mēs apspriedām dažādus aptuveno diode modeļu veidus. Šeit ir jautājums jums, kāda ir diodes funkcija?
