next up previous contents
Next: Нелинейный двухполюсник Up: Модели компонентов Previous: Алгоритм Ньютона-Рафсона   Contents

Диод

        

Полупроводниковый диод - ниболее распространённый нелинейный элемент. Его изображение

Figure: Диод
0.45
\includegraphics[scale=0.75]{diode.ps}

показано на рис.2.15, а вольт-амперная характеристика (рис.2.16) описывается уравнением

$\displaystyle I=I_{s}\bigg(\exp\left(\dfrac{qV}{kT}\right)-1\bigg),$ (2.18)

где $ q=1.6022*10^{-19}Кл$ Кл - заряд электрона; $ k=1.3806*10^{-23}$ Дж/К - постоянная Больцмана; $ T$ - температура в градусах Кельвина; $ V$ - напряжение, приложенное к диоду. При $ 17^{\circ}C$ константа $ V_{T}\equiv\dfrac{kT}{q}\simeq25mV$ . Если полярность напряжения такая, как показано на рис.2.15, то диод открыт. Ток $ I_{s}$ - константа, которая зависит от физических свойств диода и называется током насыщения. Ток принимает значения от $ 10^{-6}$ до $ 10^{-9}$ A. Для $ V<-3V_{T}(\simeq75mV)\,\, I\simeq-I_{s}$ . Если диод открыт напряжением $ V>4V_{T}$ (более $ 100mV$ ), то выражение 2.18 может аппроксимироваться как $ I=I_{s}\exp(\dfrac{qV}{kT})$ .

Когда к диоду приложено постоянное напряжение $ V_{0}$ , через него протекает постоянный ток $ I_{0}$ . Эти величины определяют рабочую точку диода:

$\displaystyle I_{0}=I_{s}\bigg(\exp\left(\dfrac{V_{0}}{V_{T}}\right)-1\bigg).$ (2.19)

Figure: Вольт-амперная характеристика диода
\begin{figure}\begin{center}
\setlength{\unitlength}{1cm}
\par
\begin{picture}(...
...s}$}
\par
\put(3.57,3){\circle{0.2}}
\end{picture}\end{center}\par\end{figure}

На $ V_{0}$ могут накладываться малые приращения напряжения, которые связаны с вариациями тока дифференциальной проводимостью

$\displaystyle \dfrac{\partial I}{\partial V{}}\mid_{V=V_{0}}=g(V_{0})=\dfrac{I_{s}}{V_{T}}\exp\dfrac{V_{0}}{V_{T}},$ (2.20)

называют динамической проводимостью диода. Величина $ g(V_{0})=\dfrac{\partial I}{\partial V}\mid_{V=V_{0}}$ равна крутизне характеристики в точке $ V_{0}$ (рис.2.16).



Subsections

Eugene Misnik 2005-07-29