Ang mga diode ay pangunahin na unidirectional na aparato. Nag-aalok ito ng mababang pagtutol kapag ang isang pasulong o positibo Boltahe ay inilapat at may mataas paglaban kapag ang diode ay reverse bias. Ang isang perpektong diode ay may zero forward na resistensya at zero boltahe na drop. Nag-aalok ang diode ng mataas na reverse resistance, na nagreresulta sa zero reverse alon. Bagaman wala ang mga ideyal na diode, ang mga diode na malapit sa perpekto ay ginagamit sa ilang mga application. Ang mga boltahe ng suplay sa pangkalahatan ay mas malaki kaysa sa boltahe ng pasulong ng isang diode at sa gayon VFay ipinapalagay na pare-pareho. Ginagamit ang mga modelo ng matematika upang matantya ang mga katangian ng silicon at germanium diode kapag ang resistensya sa pag-load ay karaniwang mataas o napakababa. Ang mga pamamaraang ito ay makakatulong upang malutas ang mga problema sa totoong mundo. Tinalakay sa artikulong ito kung ano ang diode approximation, mga uri ng mga approximations, problema at tinatayang mga modelo ng diode.
Ano ang Diode?
SA diode ay isang simpleng semiconductor na may dalawang mga terminal na tinawag bilang anode at cathode. Pinapayagan nito ang daloy ng kasalukuyang sa isang direksyon (pasulong na direksyon) at pinaghihigpitan ang kasalukuyang daloy sa kabaligtaran na direksyon (ang pabalik na direksyon). Ito ay may mababa o zero na paglaban kapag pasulong na kampi at mataas o walang katapusang paglaban kapag reverse bias. Ang mga anode ng terminal ay tumutukoy sa positibong tingga at ang cathode ay tumutukoy sa negatibong tingga. Karamihan sa mga diode ay nagsasagawa o nagpapahintulot sa kasalukuyang daloy kapag ang anode ay konektado sa isang positibong boltahe. Ginagamit ang mga diode bilang mga rectifier sa supply ng kuryente.
semiconductor-diode
Ano ang Diode Approximation?
Ang Diode approximation ay isang pamamaraan sa matematika na ginamit upang tantyahin ang hindi paggalaw na pag-uugali ng mga tunay na diode upang paganahin ang mga kalkulasyon at circuit pagsusuri. Mayroong tatlong magkakaibang mga pagtatantya na ginamit upang pag-aralan ang mga diode circuit.
Unang Diode Approximation
Sa unang pamamaraan ng pagtatantya, ang diode ay isinasaalang-alang bilang isang forward-bias na diode at bilang isang closed switch na may zero boltahe na drop. Hindi ito apt na gamitin sa mga pangyayari sa totoong buhay ngunit ginagamit lamang para sa pangkalahatang mga pagtatantya kung saan hindi kinakailangan ang katiyakan.
unang-pagtatantya
Pangalawang Paglapit ng Diode
Sa pangalawang approximation, ang diode ay isinasaalang-alang bilang isang forward-bias bias na serye na may a baterya upang buksan ang aparato. Para sa isang silicon diode upang i-on, kailangan nito ng 0.7V. Ang boltahe na 0.7V o mas mataas ay pinakain upang mabuksan ang forward-bias bias. Ang diode ay naka-off kung ang boltahe ay mas mababa sa 0.7V.
pangalawang-pagtatantya
Ikatlong Pag-apruba ng Diode
Ang pangatlong approximation ng isang diode ay may kasamang boltahe sa diode at boltahe sa kabuuan ng maramihang pagtutol, RB. Ang maramihang pagtutol ay mababa, tulad ng mas mababa sa 1 ohm at palaging mas mababa sa 10 ohms. Ang maramihang paglaban, RBtumutugma sa paglaban ng mga materyales na p at n. Ang paglaban na ito ay nagbabago batay sa dami ng pagpapasa boltahe at ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng diode sa anumang naibigay na oras.
Ang pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng diode ay kinakalkula gamit ang formula
Vd= 0.7V + Id* RB
At kung si RB<1/100 RTho RB<0.001 RTh, napapabayaan natin yan
pangatlong-pagtatantya
Mga Problema sa Pag-apruba ng Diode sa mga Solusyon
Tingnan natin ngayon ang dalawang 2 halimbawa ng mga problema sa approximation ng diode sa mga solusyon
1). Tingnan ang circuit sa ibaba at gamitin ang pangalawang approximation ng diode at hanapin ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng diode.
circuit-for-diode-approximation
AkoD= (Vs- VD) / R = (4-0.7) / 8 = 0.41A
2). Tumingin sa pareho ng mga circuit at kalkulahin ang paggamit ng pangatlong pamamaraan ng approximation ng diode
circuits-using-third-method
Para sa igos (a)
Ang pagdaragdag ng 1kΩ risistor na may maramihang risistor 0.2Ω ay hindi gumagawa ng anumang pagkakaiba sa kasalukuyang dumadaloy
AkoD= 9.3 / 1000.2 = 0.0093 A
Kung hindi namin binibilang ang 0.2Ω, kung gayon
AkoD= 9.3 / 1000 = 0.0093 A
Para sa igos (b)
Para sa paglaban ng pag-load ng 5Ω, ang pagwawalang bahala ng paglaban ng 0.2Ω ay nagdudulot ng pagkakaiba sa kasalukuyang daloy.
Samakatuwid, dapat isaalang-alang ang maramihang pagtutol at ang tamang halaga ng kasalukuyang ay 1.7885 A.
AkoD= 9.3 / 5.2 = 1.75885 A
Kung hindi namin binibilang ang 0.2Ω, kung gayon
AkoD= 9.3 / 5 = 1.86 A
Pagbubuod, kung ang paglaban sa pag-load ay maliit, ang mabigat na paglaban ay mabisa. Gayunpaman, kung ang resistensya ng pag-load ay napakataas (mula sa maraming kilo-ohm), kung gayon ang maramihang pagtutol ay walang epekto sa kasalukuyang.
Tinatayang Mga Modelong Diode
Ang mga modelo ng diode ay mga modelo ng matematika na ginamit para sa paglapit ng aktwal na pag-uugali ng diode. Tatalakayin namin ang pagmomodelo ng p-n junction na konektado sa isang direksyong bias na gumagamit ng iba't ibang mga diskarte.
Modelong Shoode Diode
Nasa Modelong diode ng ShoICH equation, ang diode kasalukuyang ko ng isang p-n junction diode ay nauugnay sa diode voltage VD. Ipagpalagay na ang VS> 0.5V at ID ay mas mataas kaysa sa IS, kinakatawan namin ang VI na katangian ng isang diode ng
akoD= akoS(ayVD / ηVT- 1) —— (i)
Sa Kirchhoff's equation ng loop, nakukuha namin ang sumusunod na equation
akoD= (VS- VD/ R) ———- (ii)
Ipagpalagay na ang mga parameter ng diode at η ay kilala, habang ang ID at IS ay hindi kilalang dami. Matatagpuan ang mga ito gamit ang dalawang diskarte - Pagsusuri sa grapiko at pagsusuri ng Iterative
Pagsusuri sa Iterative
Ang isang umuulit na pamamaraan ng pagtatasa ay ginagamit upang makahanap ng diode boltahe VD na may paggalang sa VS para sa anumang naibigay na serye ng mga halaga gamit ang isang computer o calculator. Ang equation (i) ay maaaring ayusin muli sa pamamagitan ng paghahati nito sa pamamagitan ng IS at pagdaragdag ng 1.
ayVD / ηVT= Ako / akoS+1
Sa pamamagitan ng paglalapat ng natural log sa magkabilang panig ng isang equation, maaaring alisin ang exponential. Ang equation ay binabawasan sa
VD/ ηVT= ln (I / IS+1)
Ang pagpalit para sa (i) mula sa (ii) dahil natutugunan nito ang batas ni Kirchhoff at binabawasan ang equation sa
VD/ ηVT= (ln (VS–VD) / RIS) +1
O kaya naman
VD= ηVTln ((VS- VD) / RIS+1)
Tulad ng kilalang Vs na nagkakahalaga, ang VD ay maaaring hulaan at ang halaga ay inilalagay sa kanang bahagi ng equation at gumaganap ng tuluy-tuloy na pagpapatakbo, isang bagong halaga para sa VD ay maaaring matagpuan. Kapag natagpuan ang VD, ginamit ang batas ni Kirchhoff upang hanapin ako.
Solusyon sa grapiko
Sa pamamagitan ng paglalagay ng mga equation (i) at (ii) sa curve ng I-V, isang tinatayang grapikong solusyon ang nakuha sa interseksyon ng dalawang mga grap. Ang intersecting point na ito sa graph ay nasiyahan ang mga equation (i) at (ii). Ang tuwid na linya sa grap ay kumakatawan sa linya ng pag-load at ang curve sa graph ay kumakatawan sa diode na katangian na equation.
grapikong-solusyon-upang-matukoy-ang-operating-point
Piecught Linear Model
Tulad ng grapikong pamamaraan ng solusyon ay lubos na kumplikado para sa mga pinaghalo na mga circuit, isang alternatibong diskarte ng pagmomodelo sa diode ang ginagamit, na kilala bilang magkatulad na linear na pagmomodelo. Sa pamamaraang ito, ang isang pag-andar ay pinaghiwalay sa maraming mga linear segment at ginagamit bilang isang diode approximation curve ng katangian.
Ipinapakita ng grap ang curve ng VI ng isang tunay na diode na tinatayang gamit ang isang dalawang-segment na magkatulad na linear na modelo. Ang isang tunay na diode ay inuri sa tatlong elemento sa serye: isang perpektong diode, ang mapagkukunan ng boltahe, at a risistor . Ang tangent na iginuhit sa Q-point sa diode curve at ang slope ng linyang ito ay katumbas ng suklian ng paglaban ng diode sa Q-point.
magkatulad-linear-approximation
Diode na Ideyalize sa Matematika
Ang isang diode na na-idealize sa matematika ay tumutukoy sa isang perpektong diode. Sa ganitong uri ng isang perpektong diode, ang kasalukuyang ang dumadaloy ay katumbas ng zero kapag ang diode ay reverse bias. Ang katangian ng isang perpektong diode ay upang magsagawa sa 0V kapag ang isang positibong boltahe ay inilapat at ang kasalukuyang daloy ay magiging walang katapusan at diode ay kumikilos tulad ng isang maikling circuit. Ang katangian ng kurba ng isang perpektong diode ay ipinapakita.
I-V-character-curve
Mga FAQ
1). Aling modelo ng diode ang kumakatawan sa pinaka-tumpak na approximation?
Ang pangatlong approximation ay ang pinaka-tumpak na approximation dahil kasama dito ang isang boltahe ng diode na 0.7V, boltahe sa panloob na paglaban ng maramihang diode, at pagtalikod na pagtutol na inaalok ng isang diode.
2). Ano ang boltahe ng breakdown ng diode?
Ang boltahe ng pagkasira ng isang diode ay ang pinakamaliit na boltahe ng pabaliktad na inilapat upang gawin ang pagkasira ng diode at pag-uugali sa pabalik na direksyon.
3). Paano mo masubukan ang isang diode?
Upang subukan ang isang diode, gumamit ng isang digital multimeter
- Baguhin ang switch ng tagapili ng multimeter sa mode ng pag-check ng diode
- Ikonekta ang anode sa positibong tingga ng multimeter at cathode sa negatibong tingga
- Nagpapakita ang Multimeter ng isang pagbasa ng boltahe sa pagitan ng 0.6V hanggang 0.7V at alam na gumagana ang diode
- Baligtarin ngayon ang mga koneksyon ng multimeter
- Kung ang multimeter ay nagpapakita ng isang walang katapusang paglaban (higit sa saklaw) at alam na gumagana ang diode
4). Ang diode ba ay isang kasalukuyang?
Ang isang diode ay hindi isang kasalukuyang kinokontrol o isang aparato na kinokontrol ng boltahe. Nagsasagawa ito kung ang positibo at negatibong boltahe ay ibinigay nang tama.
Tinalakay sa artikulong ito ang tatlong uri ng diode pamamaraang pamamaraang Tinalakay namin kung paano ang isang diode ay maaaring tantyahin kapag ang diode ay kumikilos bilang isang switch na may kaunting bilang. Sa wakas, tinalakay namin ang iba't ibang mga uri ng tinatayang mga modelo ng diode. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang pagpapaandar ng isang diode?
