Ketika Anda memiliki dioda dengan tegangan penghalang tertentu (misalnya, 0,7 V untuk Si) dan Anda menerapkan tegangan yang lebih tinggi dari potensi penghalang ini, mengapa tegangan melintasi dioda tetap pada 0,7V?
Saya mengerti bahwa tegangan keluaran dioda akan meningkat ketika input sinusoidal diterapkan hingga mencapai angka 0,7, saya tidak mengerti mengapa tetap konstan setelah titik itu.
Masuk akal bagi saya bahwa setiap potensi yang lebih besar dari potensi penghalang ini akan memungkinkan arus untuk lewat, dan sesuai dengan itu, potensi melintasi dioda harus berupa tegangan yang diterapkan minus 0,7 V.
Jawaban:
Tegangan melintasi dioda tidak tetap di sekitar 0,7 V. Ketika Anda meningkatkan arus, tegangan maju juga meningkat (di sini: 1N400x):
Dan ketika Anda meningkatkan arus lebih jauh, disipasi daya menjadi terlalu besar, dan dioda akhirnya menjadi LED (light-emitting diode) dan tak lama kemudian SED (dioda pemancar asap). Jadi tegangan maju yang lebih besar tidak dapat terjadi dalam praktiknya.
sumber
Tegangan adalah apa yang dapat kita amati dan ukur, tetapi yang juga berubah adalah resistensi.
Dioda dimulai sebagai resistansi besar, ketika Anda menerapkan tegangan ke resistansi yang tetap cukup konstan sampai Anda mendekati tegangan breakdown ke depan. Pada saat itu resistance mulai turun.
Melewati lutut resistensi sangat rendah. Peningkatan lebih lanjut setelah lutut menyebabkan sedikit perubahan pada resistensi.
Karena R telah turun, untuk mempertahankan voltase itu, Anda harus meningkatkan arus ... banyak. Dioda telah menjadi "saklar" resistor kecil dan karenanya dapat disebut sebagai ON.
Hubungan arus penuh tegangan dioda terlihat seperti ini.
Kemiringan sebelum lutut adalah konduktansi forward off (1 / R), kemiringan yang melewati lutut adalah konduktansi ON depan.
Matematika sebenarnya tentu saja jauh lebih rumit dari itu, tetapi saya menemukan deskripsi ini membantu orang mengerti.
sumber
Tidak. Sebagian besar waktu, konstanta 0,7 V cukup baik, seperti bumi yang rata cukup baik untuk mengemudi di sekitar kota.
sumber
Dioda memiliki hubungan logaritmik antara arus melalui dioda dan tegangan melintasi dioda. Peningkatan arus sepuluh: 1 menyebabkan kenaikan 0,058 volt melintasi dioda. (0,058 V tergantung pada beberapa parameter, tetapi Anda dapat melihat angka itu dalam banyak referensi tegangan pita silikon on-chip-silikon].
Bagaimana jika arus berubah 1.000: 1, baik meningkat atau menurun? Anda harus mengharapkan untuk melihat (setidaknya) 3 * 0,058 volt perubahan di V diode .
Bagaimana jika perubahan saat ini 10.000: 1? Harapkan setidaknya 4 * 0,058 volt.
Pada arus tinggi (1 mA atau lebih tinggi), perlawanan massal dari silikon mulai mempengaruhi perilaku logaritma, dan Anda mendapatkan lebih dari hubungan garis lurus antara aku dioda dan V dioda .
Persamaan standar untuk perilaku ini melibatkan "e", 2,718, karenanya
Ngomong-ngomong, perilaku yang sama ini ada untuk dioda emitor-basis transistor bipolar. Dengan asumsi 0,60000000 volt pada 1 mA, pada 1 µA, diharapkan 3 * 0,058 V = 0,174 V lebih sedikit. Pada 1 nanoampere, harapkan 6 * 0,058 V = 0,348 V lebih sedikit. Pada 1 picoampere, perkirakan 9 * 0,058 volt = 0,522 volt lebih sedikit (berakhir dengan hanya 78 milivolt melintasi dioda); mungkin perilaku murni-log ini berhenti menjadi alat yang akurat, mendekati nol volt V diode .
Berikut ini adalah plot Vbe selama 3 dekade Ic; kami mengharapkan setidaknya 3 * 0,058 volt atau 0,174 volt; kenyataan untuk transistor bipolar ini adalah 0,23 volt.
sumber
Seperti jawaban lain telah menjelaskan, tegangan tidak konstan pada 0,7V, tetapi berdasarkan referensi ke penghalang potensial dalam pertanyaan Anda, saya kira Anda menyadari ini dan bertanya lebih banyak tentang fisika semikonduktor di balik mengapa ini terjadi.
Alasannya adalah bahwa daerah penipisan dioda (dengan tegangan nol berlaku) menciptakan potensi penghalang, seperti yang sudah Anda catat, sekitar 0,7 V (dengan asumsi dioda silikon khas). Saat Anda menerapkan tegangan maju, daerah penipisan menjadi lebih kecil. Dengan tegangan rendah, daerah penipisan yang lebih besar membatasi sebagian besar arus, dan ketika tegangan meningkat, daerah penipisan yang berkurang menghasilkan pengurangan resistensi (dan karenanya meningkatkan arus). Ini berlanjut sampai mendekati ~ 0.7V di mana wilayah penipisan sangat kecil serta resistensi. Ini menyebabkan hubungan VI eksponensial.
Artikel ini memiliki beberapa diagram dan penjelasan yang baik, seperti halnya halaman Wiki .
sumber
Intinya adalah bahwa Anda tidak dapat "menerapkan tegangan lebih tinggi dari potensi penghalang ini", dioda tidak membiarkan Anda.
Artinya, impedansi marginal dari dioda dalam mode konduksi kurang dari impedansi sumber pasokan tegangan Anda: sumber tegangan Anda tidak dapat mengemudi lebih dari "0.7V" melintasi dioda 0.7V, sehingga "tegangan melintasi dioda tetap [s] pada 0.7V ".
Tentu saja, impedansi marginal dari sebuah dioda dalam mode konduksi tidak sepenuhnya nol, sehingga akan ada beberapa kenaikan tegangan jika pasokan tegangan Anda mencoba memasok lebih dari nol arus. Dan impedansi marginal dari suplai tegangan Anda mungkin sangat rendah, sebanding dengan dioda, sehingga mungkin dapat meningkatkan tegangan dioda naik cukup tinggi sebelum dioda gagal. Itu adalah efek tingkat kedua. Model sederhana dioda, yang melakukan di atas 0.7V, adalah perangkat yang membatasi tegangan dengan menerima arus yang tak terbatas.
sumber
Setelah dioda dinyalakan dengan biasing yang cukup, ia bertindak sebagai sumber tegangan 0,7 atau 0,6 (tergantung bahan) dengan resistor seri kecil.
Jadi jika kita meningkatkan tegangan input, arus melintasi resistor kecil juga akan meningkat. Jadi ketika tegangan input meningkat ada variasi lintas keluaran yang diambil lintas dioda.
Biasanya dioda dianggap ideal, sehingga tidak ada resistor secara seri. Jadi tegangan o / p di dioda tetap konstan.
sumber