Pemodelan perilaku dioda nyata

Dalam frekuensi tinggi, ini memplot tegangan input dan arus dalam rangkaian sederhana dengan resistor dan dioda.

Grafik Mathematica

Perilaku yang saya lihat adalah bahwa dioda tetap bias maju lebih lama daripada dioda ideal akan, tetapi segera setelah itu kembali ke yang biasa, mungkin secara eksponensial dalam waktu yang sangat rendah, tanpa fase bergeser.

Saya telah mencoba untuk (makro) memodelkan perilaku tertentu dari dioda nyata menggunakan dioda ideal dan komponen lainnya (kapasitor, resistansi, induktor), tetapi sejauh ini, gagal total

Pertanyaan singkatnya adalah, apa yang bisa saya tambahkan ke kotak hitam dioda ideal agar berperilaku seperti itu?

Saya akan menghargai, jika Anda membuat sesuatu, untuk mengetahui bagaimana Anda memikirkan hal ini, karena belajar adalah satu-satunya tujuan dari pertanyaan ini.

Terima kasih banyak

diodes Rojo
sumber

Lihatlah persamaan Shockley untuk dioda ideal, dan berbagai tambahannya. Halaman dioda Wiki adalah tempat yang baik untuk memulai, dan kemudian ikuti ini dengan halaman tentang Diode Modeling

Oli Glaser

Saya tidak mengerti. Jejak yang Anda tunjukkan kepada kami berasal dari simulator, bukan? Jadi, menurut definisi, Anda sudah memiliki model untuk perilaku dioda. Saya pikir Anda akan belajar lebih banyak dengan mempelajari model itu daripada dengan membangun model ad-hoc Anda sendiri.

Dave Tweed

@DaveTweed di satu sisi saya tertarik pada pemodelan dioda nyata. Di sisi lain, dan ini adalah tangan yang ingin saya fokuskan ketika saya bertanya, saya menganggap ini sebagai latihan: bagaimana jika saya memiliki dioda yang ideal (mungkin model 0-order genap) dan saya ingin menghasilkan respons seperti seperti yang ada dalam gambar, untuk beberapa set nilai dan frekuensi, dengan menambahkan kapasitor dan komponen dasar? Saya tidak bisa melakukannya sendiri setelah mencoba. Saya mencoba untuk merasa nyaman dengan rangkaian dengan dioda DAN komponen dengan memori (induktor, kapasitor), jadi saya bertanya untuk melihat bagaimana orang berpikir tentang hal ini

Rojo

Jawaban:

Fenomena yang Anda lihat disebut waktu pemulihan terbalik . Lihatlah ke atas dan Anda akan melihat itu karena operator di persimpangan masih ada di sana ketika tegangan berbalik. Sampai operator itu "habis", dioda akan terus melakukan.

Pemodelan adalah tentang mengetahui karakteristik mana yang benar-benar penting dan mengabaikan sisanya. Jika Anda tidak melakukan itu, itu akan menjadi kenyataan alih-alih model, tetapi kemudian itu juga akan terlalu rumit untuk diterapkan.

Pada perkiraan pertama, anggap saja dioda akan melakukan secara terbalik untuk jumlah waktu yang tetap. Dioda dimaksudkan untuk aplikasi di mana hal ini akan memiliki waktu pemulihan balik maksimum yang tercantum dalam lembar data. Jika tujuan dari model ini adalah ingin memastikan sirkuit Anda tetap berfungsi, ini adalah model yang baik karena mewakili kondisi kasus terburuk.

Model yang lebih akurat memperhitungkan arus segera sebelum pembalikan tegangan dan melihat muatan total bocor ke belakang. Ada persamaan mewah untuk semua yang Anda harus mencarinya dalam teks fisika semikonduktor jika Anda ingin tingkat detail ini.

Olin Lathrop
sumber

Terima kasih +1. Saya akan googling waktu pemulihan terbalik. Terlepas dari masalah pemodelan dioda nyata, dengan asumsi saya "memiliki" dioda ideal dan ingin dengan beberapa kapasitor dan induktor mendapatkan respons seperti yang ada pada gambar, apakah Anda melihat cara sederhana?

Rojo

@Rojo: Anda tampaknya bertanya bagaimana mensimulasikan dioda nyata dari dioda ideal dan bagian tambahan? Ini tidak masuk akal karena Anda hanya dapat secara fisik memiliki dioda nyata. Saya tidak bisa memikirkan rangkaian mudah untuk menambahkan dioda untuk memperpanjang waktu pemulihan terbalik. Gunakan dioda lambat seperti 1N4004. Itu cukup lambat pada dasarnya hanya berguna di sirkuit daya 50 atau 60 Hz. Bandingkan dengan dioda sinyal 1N4148, yang memiliki pemulihan balik lebih cepat. Juga, dioda Schottky memiliki pemulihan cepat inheren karena menjadi persimpangan yang berbeda dengan kemampuan penyimpanan yang lebih sedikit.

Olin Lathrop

@ Olin Lathrop: Saya kira itu masuk akal. Dia menggunakan beberapa perangkat lunak simulasi yang memiliki implementasi dioda ideal. Dia ingin menambahkan dioda ini karakteristik non-ideal dari dioda nyata, seperti kapasitansi, waktu pemulihan, dll. Pertanyaannya adalah, apakah ini mungkin? Apakah ada beberapa kombinasi dan konfigurasi komponen ideal pasif yang akan menambah dioda non-ideal yang realistis? Dugaan saya adalah tidak.

BeB00