Diodit ovat pääasiassa yksisuuntaisia laitteita. Se tarjoaa matalan vastuksen eteenpäin tai positiivisena Jännite käytetään ja on korkea vastus kun diodi on käänteinen esijännitetty. Ihanteellisella diodilla on nolla eteenpäin suuntautuva vastus ja nolla jännitehäviötä. Diodi tarjoaa korkean vastuksen, mikä johtaa nollaan vastavirtaan. Vaikka ihanteellisia diodeja ei ole, joissakin sovelluksissa käytetään lähes ihanteellisia diodeja. Syöttöjännitteet ovat yleensä paljon suurempia kuin diodin lähtöjännite ja siten VFoletetaan olevan vakio. Matemaattisia malleja käytetään piin ja germaaniumdiodin ominaisuuksien arvioimiseksi, kun kuormitusvastus on tyypillisesti korkea tai hyvin pieni. Nämä menetelmät auttavat ratkaisemaan tosielämän ongelmia. Tässä artikkelissa käsitellään, mikä on diodiarviointi, likiarvojen tyypit, ongelmat ja likimääräiset diodimallit.
Mikä on diodi?
TO diodi on yksinkertainen puolijohde, jossa on kaksi liitintä, joita kutsutaan anodiksi ja katodiksi. Se sallii virran virtauksen yhteen suuntaan (eteenpäin) ja rajoittaa virtausta vastakkaiseen suuntaan (vastakkaiseen suuntaan). Sillä on matala tai nolla vastus eteenpäin esijännitettynä ja korkea tai ääretön vastus taaksepäin esijännitettynä. Liitinanodi viittaa positiiviseen lyijyyn ja katodi negatiiviseen lyijyyn. Suurin osa diodeista johtaa tai antaa virran virrata, kun anodi on kytketty positiiviseen jännitteeseen. Diodeja käytetään tasasuuntaajina virtalähde.
puolijohde-diodi
Mikä on diodien lähentäminen?
Diodiarviointi on matemaattinen menetelmä, jota käytetään arvioimaan todellisten diodien epälineaarista käyttäytymistä laskelmien ja piiri analyysi. Diodipiirien analysointiin käytetään kolmea eri likiarvoa.
Ensimmäisen diodin arviointi
Ensimmäisessä likiarvomenetelmässä diodia pidetään eteenpäin esijännitettynä diodina ja suljettuna kytkimenä, jolla ei ole jännitehäviötä. Sitä ei voida käyttää tosielämän olosuhteissa, mutta sitä käytetään vain yleisiin arvioihin, joissa tarkkuutta ei vaadita.
ensiarviointi
Toisen diodin arviointi
Toisessa likiarvossa diodia pidetään eteenpäin suuntautuvana diodina sarjassa a: n kanssa akku käynnistääksesi laitteen. Piin diodi käynnistyy, jotta se tarvitsee 0,7 V: n virran. 0,7 V: n tai suurempi jännite syötetään eteenpäin esijännitetyn diodin kytkemiseksi päälle. Diodi sammuu, jos jännite on alle 0,7 V.
toinen arvio
Kolmannen diodin lähentäminen
Diodin kolmas likiarvo sisältää jännitteen diodin yli ja jännitteen irtovastuksen R yliB. Irtotavaravastus on pieni, kuten alle 1 ohm ja aina alle 10 ohmia. Irtotavaran vastus, RBvastaa p- ja n-materiaalien kestävyyttä. Tämä vastus muuttuu eteenpäin suuntautuvan jännitteen määrän ja diodin läpi kulloisenkin virran perusteella.
Jännitteen pudotus diodin yli lasketaan kaavan avulla
Vd= 0,7 V + Id* RB
Ja jos RB<1/100 RThtai RB<0.001 RTh, laiminlyömme sen
kolmas arvio
Diodien lähestymisongelmat ratkaisujen kanssa
Tarkastellaan nyt kahta esimerkkiä diodien lähentämisongelmista ratkaisujen kanssa
1). Katso alla olevaa virtapiiriä ja käytä diodin toista likiarvoa ja etsi diodin läpi kulkeva virta.
piiri-diodille-likiarvo
MinäD= (Vs- VD) / R = (4-0,7) / 8 = 0,41A
2). Katso molempia piirejä ja laske diodin kolmannella likiarvomenetelmällä
piirit-käyttäen-kolmatta-menetelmää
Kuvalle (a)
1 kΩ: n vastuksen lisääminen irtovastuksella 0,2Ω ei tee mitään eroa virtaavassa virrassa
MinäD= 9,3 / 1000,2 = 0,0093 A
Jos emme lasketa 0,2Ω, niin
MinäD= 9,3 / 1000 = 0,0093 A
Kuvalle (b)
5Ω: n kuormitusvastukselle 0,2Ω: n irtovastuksen jättäminen huomiotta tuo eron virrassa.
Siksi irtovastus on otettava huomioon ja virran oikea arvo on 1,7885 A.
MinäD= 9,3 / 5,2 = 1,75885 A
Jos emme lasketa 0,2Ω, niin
MinäD= 9,3 / 5 = 1,86 A
Yhteenvetona voidaan todeta, että jos kuormitusvastus on pieni, irtovastus otetaan käyttöön. Kuitenkin, jos kuormitusvastus on erittäin korkea (vaihtelee useisiin kilohomeihin), irtovastuksella ei ole vaikutusta virtaan.
Likimääräiset diodimallit
Diodimallit ovat matemaattisia malleja, joita käytetään diodin todellisen käyttäytymisen arviointiin. Keskustellaan eteenpäin suuntautuvan p-n-liitoksen mallinnuksesta käyttäen erilaisia tekniikoita.
Shockley-diodimalli
vuonna Shockley-diodimalli yhtälö, p-n-liitosdiodin diodivirta I liittyy diodijännitteeseen VD. Olettaen, että VS> 0,5 V ja ID on paljon suurempi kuin IS, edustamme diodin VI-ominaisuutta
iD= iS(OnVD / ηVT- 1) - (i)
Kanssa Kirchhoffin silmukkayhtälö, saadaan seuraava yhtälö
iD= (VS- VD/ R) ———- (ii)
Olettaen, että diodiparametrit ovat ja r on tunnettuja, kun taas ID ja IS ovat tuntemattomia määriä. Ne löytyvät kahdella tekniikalla - graafisella analyysillä ja iteratiivisella analyysillä
Iteratiivinen analyysi
Iteratiivista analyysimenetelmää käytetään diodijännitteen VD löytämiseen suhteessa VS: ään mille tahansa tietylle arvosarjalle tietokoneella tai laskimella. Yhtälö (i) voidaan järjestää jakamalla se IS: llä ja lisäämällä 1.
OnVD / ηVT= Minä / minäS+1
Soveltamalla luonnollista lokia yhtälön molemmille puolille eksponentti voidaan poistaa. Yhtälö pienenee arvoon
VD/ ηVT= ln (minä / minäS+1)
Korvaa (i) kohdasta (ii), koska se täyttää Kirchhoffin lain ja yhtälö pienenee arvoon
VD/ ηVT= (ln (VS–VD) / RIS) +1
Tai
VD= ηVTln ((VS- VD) / RIS+1)
Koska Vs: n tiedetään arvottavan, VD voidaan arvata ja arvo laittaa yhtälön oikealle puolelle ja suorittaa jatkuvia operaatioita, VD: lle voidaan löytää uusi arvo. Kun VD on löydetty, Kirchhoffin lakia käytetään minun löytämiseen.
Graafinen ratkaisu
Piirtämällä yhtälöt (i) ja (ii) I-V-käyrälle saadaan likimääräinen graafinen ratkaisu kahden kuvaajan leikkauspisteessä. Tämä kaavion leikkauspiste täyttää yhtälöt (i) ja (ii). Kaavion suora viiva edustaa kuormitusviivaa ja käyrä kuvaajalla kuvaa diodin ominaisyhtälöä.
graafinen ratkaisu toimintapisteen määrittämiseksi
Piecewise lineaarinen malli
Koska graafinen ratkaisumenetelmä on erittäin monimutkainen komposiittipiireille, käytetään vaihtoehtoista lähestymistapaa diodimallinnukseen, joka tunnetaan nimellä paloittain lineaarinen mallinnus. Tässä menetelmässä funktio jaetaan useisiin lineaarisiin segmentteihin ja sitä käytetään diodin approksimaation ominaiskäyränä.
Kaavio näyttää todellisen diodin VI-käyrän, joka on arvioitu käyttämällä kaksisegmenttistä paloittain lineaarista mallia. Todellinen diodi luokitellaan sarjaan kolmeen elementtiin: ihanteellinen diodi, jännitelähde ja a vastus . Q-pisteessä piirretty tangentti diodikäyrälle ja tämän suoran kaltevuus on yhtä suuri kuin diodin vastuksen Q-pisteessä.
paloittain-lineaarinen-likiarvo
Matemaattisesti idealisoitu diodi
Matemaattisesti idealisoitu diodi viittaa ihanteelliseen diodiin. Tämän tyyppisessä ihanteellisessa diodissa nykyinen virtaava on yhtä suuri kuin nolla, kun diodi on käänteisesti esijännitetty. Ihanteellisen diodin ominaisuus on johtaa 0 V: n jännitteellä, kun positiivista jännitettä käytetään ja virta olisi ääretön ja diodi käyttäytyy oikosulun tavoin. Ihanteellisen diodin ominaiskäyrä näytetään.
I-V-ominaiskäyrä
UKK
1). Mikä diodimalli edustaa tarkinta likiarvoa?
Kolmas likiarvo on tarkin likiarvo, koska se sisältää diodijännitteen 0,7 V, jännitteen diodin sisäisen irtovastuksen yli ja diodin tarjoaman vastuksen.
2). Mikä on diodin hajoamisjännite?
Diodin hajoamisjännite on pienin käänteinen jännite, jota käytetään diodin hajoamiseen ja johtamiseen päinvastaisessa suunnassa.
3). Kuinka testaat diodin?
Testaa diodi käyttämällä digitaalista yleismittaria
- Vaihda yleismittarin valintakytkin diodin tarkistustilaan
- Liitä anodi yleismittarin positiiviseen johtimeen ja katodi negatiiviseen johtimeen
- Yleismittari näyttää jännitelukeman välillä 0,6 V - 0,7 V ja tietää, että diodi toimii
- Käännä nyt yleismittarin liitännät
- Jos yleismittari näyttää äärettömän vastuksen (alueen ulkopuolella) ja tietää, että diodi toimii
4). Onko diodi virta?
Diodi ei ole virtaohjattu eikä jänniteohjattu laite. Se toimii, jos positiiviset ja negatiiviset jännitteet annetaan oikein.
Tässä artikkelissa käsiteltiin kolmenlaisia diodi lähentämismenetelmä. Keskustelimme siitä, kuinka diodia voidaan lähentää, kun diodi toimii kytkimenä, jossa on vain vähän numeerisia. Lopuksi keskustelimme erityyppisistä likimääräisistä diodimalleista. Tässä on kysymys sinulle, mikä on diodin tehtävä?
