Wie berechne ich die Spannung mit der vollständigen Diodenmethode?

Als ich zusätzliche Beispiele für einen Elektronikunterricht machte, stieß ich auf einen Abschnitt, der das vollständige Diodenmodell verwendet (wir haben es im Unterricht nicht ausführlich behandelt, nur die Definition).

Die Frage ist: Bestimmen Sie die Spannung über der Diode unter Verwendung des vollständigen Diodenmodells mit r'd (dynamischer Vorwärtswiderstand) = 10 Ohm und r'R (interner Rückwärtswiderstand) = 100 Megaohm.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich weiß, dass ich die Ersatzwiderstandsschaltung bestimmen muss und dass sich die Spannung nach dem Spannungsteilungsprinzip 50/50 nach R2 in R3 und R4 aufteilt.

Ich habe aus einer anderen Frage gesehen, dass man das Superpositionsprinzip verwenden kann, aber dieses Beispiel hat 2 DC-Quellen. Ich kann nicht sehen, wie diese Methode auf ein Beispiel mit nur einer Gleichstromquelle anwendbar ist. Kann mir vielleicht jemand erklären, wie ich an diese Frage herangehe? Ich möchte verstehen, nicht nur kopieren, was jemand anderes getan hat.

Hier ist der Link zu der anderen Frage: Diode parallel zu zwei Gleichstromquellen

Sie haben zwei DC-Quellen, eine ist 0 V
Okay, aber das hilft mir immer noch nicht wirklich dabei, zu verstehen, wie ich an die Frage herangehen soll. Das sagt mir nur, dass es immer noch möglich ist, Superposition zu verwenden.
@Jasen Jede elektronische Schaltung hat unendlich viele 0V-Spannungsquellen.

Antworten (2)

Ich bin mir nicht sicher, ob ich deine Frage richtig verstanden habe. Wenn Sie jedoch das vollständige Diodenmodell verwenden, gehen Sie davon aus, dass die Diode zwei verschiedene Ersatzschaltbilder hat. Eines, wenn es direkt polarisiert ist:

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Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

und ein anderes, wenn es umgekehrt polarisiert ist

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Simulieren Sie diese Schaltung

Auf diese Weise müssen Sie, um Ihre Schaltung zu lösen, eine Dioden-Anfangsbedingung annehmen, sie durch die entsprechende Schaltung ersetzen und bestätigen, dass die Anfangsbedingung gültig ist.

Zum Beispiel. Angenommen, die Diode ist umgekehrt polarisiert (aus Ihrer Schaltung geht hervor, dass diese Vermutung falsch ist, aber lassen Sie uns sehen, wie dies funktioniert).

Ihre Schaltung kann nun durch diese Schaltung (unten) beschrieben werden, wenn Vd < Vt ist (Ihr Vt ist Null und Vd ist die Spannung, die an der Diode gemessen wird, da sie direkt polarisiert wurde):

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Simulieren Sie diese Schaltung

Wenn Sie diese Schaltung lösen, werden Sie feststellen, dass Vd ungefähr gleich der Spannung an R3 ist, dh Vd = V3 = 4,7 k * 30 / (1 k + 1,5 k + 4,7 k) = 19,5 V

Unsere anfängliche Vermutung war, dass Vd < 0 und wir fanden eine positive Spannung, was darauf hindeutet, dass diese Vermutung falsch war.

Auf diese Weise müssen wir unsere Analyse wiederholen, indem wir jetzt annehmen, dass die Diode direkt polarisiert ist, und die Spannung über Vd erneut berechnen und überprüfen, ob sie positiv ist.

Ich lasse diese Analyse für Sie.

Sehen Sie sich das vollständige Diagramm des Diodenmodells an.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das erste, was zu bestimmen ist, ist das Material, aus dem die Diode besteht, da dies die Kniespannung bestimmt (etwa 0,6 - 0,7 V für Silizium, etwa 0,2 V für Germanium).

In Ihrer Frage ist die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt , sodass wir den Teil des Diagramms links von der vertikalen Achse ignorieren können.

Da keine Angaben über den Verlauf zwischen 0V und der Kniespannung gemacht werden, vereinfachen Sie diesen Teil des Diagramms zu einer flachen Linie, indem Sie die Vorwärtsneigung auf die horizontale Achse projizieren. Dies ergibt einen Wert von etwa 0,65 V.

Ersetzen Sie dies nun als Spannung und Serienwiderstand in die Schaltung.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie berechne ich die Spannung mit der vollständigen Diodenmethode?
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