Diode parallel zu zwei DC-Quellen

Bitte helfen Sie mir, die Antwort auf die folgende Frage von Flyod 9th Ed zu finden.

Bestimmen Sie die Spannung über der Diode in der folgenden Abbildung, indem Sie das vollständige Diodenmodell mit r'd = 10 Ohm und r'R = 100 Ohm verwenden.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Da der untere Punkt geerdet ist, beträgt die Spannung am oberen Knoten -10 V. Daher ist die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Dann können wir im vollständigen Diodenmodell die Diode als geschlossenen Schalter mit einer Gleichstromquelle und einem Widerstand im Inneren betrachten.

Ist diese Erklärung richtig und wenn ja, wie kann ich von hier aus fortfahren?

Ich schlage vor, Sie kombinieren die beiden Spannungsquellen und zwei Widerstände zu einer einzigen Spannungsquelle und einem einzigen Widerstand (Thévenin-Äquivalent) und fahren von dort aus fort.

Antworten (3)

Wie Spehro sagte, würde ich es vorziehen, die beiden Quellen und Widerstände zu einer einzigen zu kombinieren. Dies kann erreicht werden, indem beachtet wird, dass sich die beiden Quellen + Widerstände in parallelen Zweigen befinden.

Die Formel für die äquivalente Spannung in parallelen Zweigen lautet

V_eq = ( V1/R1 + V2/R2 + .....Vn/Rn) / ( 1/R1 + 1/R2 + .......1/Rn)

Achten Sie jedoch auf die Polarität der Batterien. In Ihrem Fall haben die beiden Batterien entgegengesetzte Polaritäten und daher hat V2 ein negatives Vorzeichen.

Der äquivalente Widerstand ist dann gegeben durch

1/R_eq = (1/R1 + 1/R2 + .....1/Rn)

Unter Verwendung der obigen Formeln wäre Ihre Schaltung ein einzelner Spannungs- + Widerstandszweig und eine Diode.

Alternativ, wenn ich richtig liege, bezeichnet r'd in Ihrer Frage den Durchlasswiderstand der Diode und r'R den Sperrvorspannungswiderstand. Dann können Sie auch den Superpositionssatz verwenden, der jeweils eine Quelle nimmt. In diesem Fall würden Sie bei Betrachtung der 10-V-Quelle die Diode durch einen Sperrvorspannungswiderstand ersetzen (da sie in Sperrrichtung vorgespannt ist) und bei Betrachtung der 20-V-Quelle würden Sie die Diode durch einen Vorwärtsvorspannungswiderstand ersetzen (da sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist). .

Ich weiß nicht, auf welches vollständige Diodenmodell Sie sich beziehen, aber für eine ideale Diode:

Betrachten Sie die Schaltung ohne die Diode. Wie groß ist die Spannung zwischen den Widerständen? Über jeden Widerstand fallen 15 V, also 10-15 = -5 Volt. Wenn wir also die Diode wieder in die Schaltung einfügen, wird sie in Durchlassrichtung vorgespannt (oder "ein") und die Kathode bewegt sich auf knapp unter null Volt: etwa -0,6 V oder -0,7 V in der Praxis.

Natürlich müssen Sie es wahrscheinlich immer noch mathematisch mit Ihrem Diodenmodell tun, um eine genaue Antwort zu erhalten.

Ich wollte Spehro etwas sagen (aber mir fehlt der Ruf.)

Nehmen Sie als erste Vermutung an, dass Vdiode ~ Null ist.
Dann werden 1 mA von der 10-V-Versorgung in den Diodenknoten und 2 mA von der 20-V-Versorgung gezogen.
Es fließen also etwa 1 mA durch die Diode. In der Praxis würde das reichen. Für Ihre Klasse müssen Sie die "genaue" Antwort erarbeiten. (für welches Diodenmodell Sie auch verwenden.)