Altifigence Academy

17 / 32 · Теория

Модель диода должна соответствовать вопросу

Используйте приближение постоянного падения, определяя его ограничения.

Одного направления недостаточно

Диод — нелинейное двухвыводное устройство. Прямой ток сильно растёт с прямым напряжением; обратный обычно мал до пробоя. Идеальный включённый/выключенный диод, диод постоянного прямого падения и экспоненциальное уравнение отвечают разным уровням детализации. Выбирайте простейшую модель, поддерживающую требование, и задавайте её явно.

В уроке используйте постоянное прямое падение 0.7 V при включённом диоде. Это предполагаемое значение модели, а не универсальное напряжение кремния. Реальное прямое напряжение зависит от тока, температуры и конструкции. Светодиоды и диоды Шоттки ведут себя иначе, а обратный пробой нельзя считать обычной блокировкой.

Пример ограничения тока

Источник 5 V питает прямо смещённый диод через 1 kΩ. При включённом диоде 0.7 V резистор имеет падение 4.3 V и ток 4.3 mA. Рассеяние резистора — 4.32/1000=18.494.3^2/1000=18.49 mW; диода — примерно 3.01 mW. Источник отдаёт 21.5 mW, совпадающие с суммой.

Переверните диод в той же модели. Ток становится нулевым, падение резистора — нулевым; диод принимает обратное напряжение источника. Физическое устройство всё ещё имеет утечку и номинальное обратное напряжение. Модель не доказывает способность произвольного диода выдержать условие.

Проверьте допущение после решения

При источнике 0.5 V расчёт (0.5 − 0.7)/1 kΩ даёт отрицательный прямой ток. Это противоречит предполагаемому включению. По модели постоянного падения диод вместо этого выключен. Реальное экспоненциальное поведение плавнее, поэтому малый физический прямой ток может существовать ниже 0.7 V.

Для ограничителя или защитной цепи катушки документируйте путь тока, максимум тока, рассеиваемую энергию и обратное напряжение. Общий символ диода не подтверждает ограничения. В последующей работе SPICE используйте именованную модель и сравнивайте рабочую точку с ручной моделью. Расхождение может выявить разные допущения, а не ошибку симулятора. Числовой пример намеренно низковольтный и ограничен резистором для прозрачности расчёта.

Попробуйте сами

С моделью 0.7 V найдите ток и мощность резистора для источника 3.3 V и последовательного 680 Ω.

Прочитать объяснение

I = (3.3 − 0.7)/680 = 3.823529 mA. PR = 2.6²/680 = 9.941176 mW. Реальному диоду нужны фактические вольт-амперные данные.

Выбор действует в этом браузере. Его можно изменить внизу страницы.