Diyotlar esas olarak tek yönlü cihazlardır. İleri veya pozitif olduğunda düşük direnç sunar Voltaj uygulandı ve yüksek direnç diyot ters eğilimli olduğunda. İdeal bir diyotun sıfır ileri direnci ve sıfır voltaj düşüşü vardır. Diyot, sıfır ters akımla sonuçlanan yüksek ters direnç sunar. İdeal diyotlar olmasa da, bazı uygulamalarda ideale yakın diyotlar kullanılmaktadır. Besleme voltajları genellikle bir diyotun ileri voltajından çok daha büyüktür ve dolayısıyla VFsabit olduğu varsayılır. Matematiksel modeller, yük direnci tipik olarak yüksek veya çok düşük olduğunda silikon ve germanyum diyotun özelliklerini tahmin etmek için kullanılır. Bu yöntemler gerçek dünyadaki sorunları çözmeye yardımcı olur. Bu makale, diyot yaklaşımı nedir, yaklaşım türleri, sorunlar ve yaklaşık diyot modellerini tartışmaktadır.
Diyot nedir?
KİME diyot anot ve katot olarak adlandırılan iki uçlu basit bir yarı iletkendir. Akımın bir yönde (ileri yönde) akışına izin verir ve ters yönde (ters yönde) akım akışını kısıtlar. İleri eğilimli olduğunda düşük veya sıfır dirence ve ters eğilimli olduğunda yüksek veya sonsuz dirence sahiptir. Terminal anotu pozitif ucu, katot ise negatif ucu belirtir. Diyotların çoğu, anot pozitif bir voltajla bağlandığında akımın akmasını sağlar veya izin verir. Diyotlar redresör olarak kullanılır güç kaynağı.
yarı iletken diyot
Diyot Yaklaşımı nedir?
Diyot yaklaşımı, hesaplamaları etkinleştirmek için gerçek diyotların doğrusal olmayan davranışını tahmin etmek için kullanılan matematiksel bir yöntemdir ve devre analizi. Diyot devrelerini analiz etmek için kullanılan üç farklı yaklaşım vardır.
İlk Diyot Yaklaşımı
İlk yaklaşım yönteminde diyot, ileri yönlü bir diyot olarak ve sıfır voltaj düşüşü olan kapalı bir anahtar olarak kabul edilir. Gerçek yaşam koşullarında kullanılmaya uygun değildir, ancak yalnızca kesinliğin gerekli olmadığı genel tahminler için kullanılır.
ilk yaklaşım
İkinci Diyot Yaklaşımı
İkinci yaklaşımda, diyot, bir dizi ile ileri eğimli bir diyot olarak kabul edilir. pil cihazı açmak için. Bir silikon diyotun açılması için 0.7V'a ihtiyacı vardır. İleriye dönük diyotu açmak için 0,7V veya daha büyük bir voltaj beslenir. Voltaj 0,7V'den düşükse diyot kapanır.
ikinci yaklaşım
Üçüncü Diyot Yaklaşımı
Bir diyotun üçüncü yaklaşımı, diyot boyunca voltajı ve toplu direnç boyunca voltajı içerir, RB. Toplu direnç, 1 ohm'dan az ve her zaman 10 ohm'dan az gibi düşüktür. Toplu direnç, RBp ve n malzemelerinin direncine karşılık gelir. Bu direnç, iletme voltajının miktarına ve herhangi bir zamanda diyottan geçen akıma bağlı olarak değişir.
Diyot boyunca voltaj düşüşü aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır
Vd= 0.7V + Id* RB
Ve eğer RB<1/100 RThveya RB<0.001 RThbunu ihmal ediyoruz
üçüncü yaklaşım
Çözümlerle Diyot Yaklaşım Sorunları
Şimdi çözümlerle birlikte iki diyot yaklaşım problemi örneğine bakalım
1). Aşağıdaki devreye bakın ve ikinci diyot yaklaşımını kullanın ve diyottan geçen akımı bulun.
diyot için devre yaklaşımı
benD= (Vs- VD) / R = (4-0.7) / 8 = 0.41A
2). Her iki devreye de bakın ve üçüncü yaklaşım diyot yöntemini kullanarak hesaplayın
üçüncü yöntemi kullanan devreler
İncir (a) için
0,2Ω toplu dirençli 1kΩ direnç eklemek akım akışında herhangi bir fark yaratmaz
benD= 9,3 / 1000,2 = 0,0093 A
0.2Ω saymazsak, o zaman
benD= 9,3 / 1000 = 0,0093 A
İncir (b) için
5Ω'luk yük direnci için, 0,2Ω'luk kitle direncinin göz ardı edilmesi akım akışında bir fark getirir.
Bu nedenle, toplu direnç dikkate alınmalıdır ve doğru akım değeri 1.7885 A'dır.
benD= 9,3 / 5,2 = 1,75885 A
0.2Ω saymazsak, o zaman
benD= 9,3 / 5 = 1,86 A
Özetle, yük direnci küçükse toplu direnç devreye alınır. Bununla birlikte, yük direnci çok yüksekse (birkaç kilo-ohm'a kadar), yığın direncinin akım üzerinde hiçbir etkisi yoktur.
Yaklaşık Diyot Modelleri
Diyot modelleri, diyotun gerçek davranışının yaklaştırılması için kullanılan matematiksel modellerdir. İleriye dönük bir yönde bağlanan p-n bağlantısının modellenmesini çeşitli teknikler kullanarak tartışacağız.
Shockley Diyot Modeli
İçinde Shockley diyot modeli denklemde, bir p-n bağlantı diyotunun diyot akımı I, diyot voltajı VD ile ilgilidir. VS> 0.5V ve ID'nin IS'den çok daha yüksek olduğunu varsayarsak, bir diyotun VI karakteristiğini şu şekilde temsil ederiz:
benD= iS(dır-dirVD / ηVT- 1) —— (i)
İle Kirchhoff's döngü denklemi, aşağıdaki denklemi elde ederiz
benD= (VS- VD/ R) ———- (ii)
Diyot parametrelerinin ve η bilindiği varsayılırken, ID ve IS bilinmeyen miktarlardır. Bunlar iki teknik kullanılarak bulunabilir - Grafik analiz ve Yinelemeli analiz
Yinelemeli Analiz
Bir bilgisayar veya hesap makinesi kullanarak herhangi bir değer dizisi için VS'ye göre diyot voltajı VD'yi bulmak için yinelemeli bir analiz yöntemi kullanılır. Denklem (i), IS'ye bölünerek ve 1 eklenerek yeniden düzenlenebilir.
dır-dirVD / ηVT= I / IS+1
Doğal logu bir denklemin her iki tarafına da uygulayarak, üstel kaldırılabilir. Denklem küçültülür
VD/ ηVT= ln (I / IS+1)
Kirchhoff yasasını karşıladığı için (ii) 'den (i)' nin yerine geçmesi ve denklem
VD/ ηVT= (ln (VS–VD)/RİS) +1
Veya
VD= ηVTln ((VS- VD)/RİS+1)
Vs'nin değeri bilindiği için, VD tahmin edilebilir ve değer denklemin sağ tarafına konulur ve sürekli işlemler gerçekleştirilir, VD için yeni bir değer bulunabilir. VD bulunduğunda, Kirchhoff yasası I'i bulmak için kullanılır.
Grafik Çözüm
(İ) ve (ii) denklemlerini I-V eğrisi üzerinde çizerek, iki grafiğin kesişme noktasında yaklaşık bir grafik çözüm elde edilir. Grafikteki bu kesişen nokta, (i) ve (ii) denklemlerini karşılar. Grafikteki düz çizgi, yük çizgisini temsil eder ve grafikteki eğri, diyot karakteristik denklemini temsil eder.
çalışma noktasını belirlemek için grafiksel çözüm
Parçalı Doğrusal Model
Grafik çözüm yöntemi, kompozit devreler için oldukça karmaşık olduğundan, parçalı doğrusal modelleme olarak bilinen alternatif bir diyot modelleme yaklaşımı kullanılır. Bu yöntemde, bir fonksiyon birden fazla doğrusal segmente bölünür ve bir diyot yaklaşımı karakteristik eğrisi olarak kullanılır.
Grafik, iki segmentli parçalı doğrusal bir model kullanılarak yaklaştırılan gerçek bir diyotun VI eğrisini gösterir. Gerçek bir diyot, seri olarak üç elemana ayrılır: ideal bir diyot, voltaj kaynağı ve direnç . Q noktasında diyot eğrisine çizilen tanjant ve bu çizginin eğimi, diyotun Q noktasındaki direncinin karşılığına eşittir.
parçalı doğrusal yaklaşım
Matematiksel Olarak İdealleştirilmiş Diyot
Matematiksel olarak idealleştirilmiş bir diyot, ideal bir diyot anlamına gelir. Bu tür ideal bir diyotta, akım diyot ters eğilimli olduğunda akış sıfıra eşittir. İdeal bir diyotun özelliği, pozitif bir voltaj uygulandığında 0V'da iletmektir ve akım akışı sonsuzdur ve diyot kısa devre gibi davranır. İdeal bir diyotun karakteristik eğrisi gösterilir.
I-V-karakteristik eğrisi
SSS
1). Hangi diyot modeli en doğru yaklaşımı temsil eder?
Üçüncü yaklaşım, 0,7 V'luk bir diyot voltajı, bir diyotun dahili yığın direnci boyunca voltaj ve bir diyot tarafından sunulan ters direnç içerdiği için en doğru yaklaşımdır.
2). Diyotun arıza voltajı nedir?
Bir diyotun arıza voltajı, diyotun parçalanması ve ters yönde hareket etmesi için uygulanan minimum ters voltajdır.
3). Bir diyotu nasıl test edersiniz?
Bir diyodu test etmek için dijital bir multimetre kullanın
- Multimetre seçici anahtarını diyot kontrol moduna değiştirin
- Anodu multimetrenin pozitif ucuna ve katodu negatif elektrot teline bağlayın
- Multimetre, 0.6V ile 0.7V arasında bir voltaj okuması gösterir ve diyotun çalıştığını bilir
- Şimdi multimetrenin bağlantılarını tersine çevirin
- Multimetre sonsuz bir direnç gösteriyorsa (aralık üstü) ve diyotun çalıştığını biliyorsa
4). Diyot bir akım mı?
Bir diyot, ne akım kontrollü ne de voltaj kontrollü bir cihazdır. Pozitif ve negatif voltajlar doğru verilirse çalışır.
Bu makale üç türden bahsetti. diyot yaklaşım yöntemi. Diyot, birkaç sayısal değerle bir anahtar görevi gördüğünde bir diyotun nasıl yaklaştırılabileceğini tartıştık. Son olarak, çeşitli yaklaşık diyot modellerini tartıştık. İşte size bir soru, bir diyotun işlevi nedir?
