Un modello di diodo deve corrispondere alla domanda

La sola direzione non basta

Un diodo è un dispositivo non lineare a due terminali. La corrente diretta cresce fortemente con la tensione diretta; quella inversa è solitamente piccola prima del breakdown. Un diodo ideale acceso/spento, uno a caduta diretta costante e un'equazione esponenziale del diodo rispondono a livelli di dettaglio differenti. Scegli il modello più semplice che sostiene il requisito e dichiaralo esplicitamente.

Per questa lezione, usa una caduta diretta costante di 0.7 V quando il diodo conduce. È un valore ipotizzato del modello, non una tensione universale del silicio. La tensione diretta reale dipende da corrente, temperatura e costruzione del dispositivo. LED e diodi Schottky hanno comportamenti diversi e il breakdown inverso non deve essere trattato come normale interdizione.

Esempio di limitazione della corrente

Una sorgente da 5 V pilota un diodo polarizzato direttamente tramite 1 kΩ. Presumendo il diodo in conduzione a 0.7 V, il resistore ha caduta di 4.3 V e la corrente è 4.3 mA. La dissipazione del resistore è $4.3^2/1000=18.49$ mW; quella del diodo circa 3.01 mW. La sorgente fornisce 21.5 mW, corrispondenti alla loro somma.

Inverti il diodo nello stesso modello ipotizzato. La corrente diventa zero e la caduta del resistore zero; il diodo prende la tensione della sorgente in inversa. Un dispositivo fisico avrebbe comunque perdite e un limite di tensione inversa. Il nostro modello non dimostra che un qualsiasi diodo tolleri quella condizione.

Verifica l'ipotesi dopo aver risolto

Con una sorgente da 0.5 V, calcolare (0.5 − 0.7)/1 kΩ dà una corrente diretta negativa. Ciò contraddice lo stato di conduzione ipotizzato. Nel modello a caduta costante il diodo è invece interdetto. Il comportamento esponenziale reale è più graduale, quindi può esistere una piccola corrente diretta fisica sotto 0.7 V.

Per un circuito di limitazione o ricircolo, documenta percorso di corrente, corrente massima, energia dissipata e tensione inversa. Un simbolo generico di diodo non può certificare questi limiti. Nel successivo lavoro SPICE, usa un modello nominato e confronta il suo punto di polarizzazione con il modello manuale. Una differenza può rivelare ipotesi diverse dei modelli anziché un errore del simulatore. L'esempio numerico è deliberatamente a bassa tensione e limitato resistivamente affinché il calcolo sia trasparente.