Què és un díode ideal?
Què és un díode ideal?
Definició de díode ideal
Un díode ideal es defineix com un díode perfecte sense cap defecte, que funciona de manera ideal en condicions tant de polarització directa com inversa. Normalment, un díode funciona en polarització directa o inversa. Podem analitzar les característiques d'un díode ideal en aquests dos modes separatament.
Característiques del díode ideal en polarització directa
Zero resistència
En polarització directa, un díode ideal ofereix zero resistència al flux de corrent, fent-lo un conductor perfecte. Això significa que el díode ideal no té potencial de barreira. Això planteja la pregunta de si un díode ideal té una regió de depleció, ja que la resistència prové de càrregues immòbils en la regió de depleció.
Corrent infinit
Un díode ideal pot permetre un flux de corrent infinit en polarització directa degut a la seva zero resistència, segons la llei d'Ohm.
Quantitat infinita de corrent
Aquesta propietat prové de la zero resistència del díode ideal en polarització directa. Segons la llei d'Ohm (I = V/R), si la resistència (R) és zero, la corrent (I) esdevé infinita (∞). Així, un díode ideal en polarització directa pot teòricament permetre un flux il·limitat de corrent a través seu.
Voltatge de llindar zero
Aquesta característica també prové de la zero resistència del díode ideal. El voltatge de llindar és el mínim voltatge necessari per superar el potencial de barreira i iniciar la conducció. Si un díode ideal no té una regió de depleció, no hi ha voltatge de llindar. Això permet que el díode ideal inicie la conducció immediatament quan està polaritzat, tal com es mostra en la corba verda de la Figura 1.
Característiques del díode ideal en polarització inversa
Resistència infinita
En polarització inversa, s'espera que un díode ideal bloquegi completament el flux de corrent. Això significa que es comporta com un aïllant perfecte quan està polaritzat inversament.
Corrent de fuga inversa zero
Aquesta propietat del díode ideal es pot deduir directament de la seva propietat anterior, que estableix que els díodes ideals tenen una resistència infinita en mode de polarització inversa. La raó es pot entendre considerant de nou la llei d'Ohm, que ara pren la forma (mostrada per la corba vermella de la Figura 1). Això significa que no hi haurà cap corrent passant a través del díode ideal quan estigui polaritzat inversament, independentment de l'altura del voltatge invers aplicat.
No hi ha voltatge de trencament invers
El voltatge de trencament invers és el voltatge al qual el díode polaritzat inversament falla i comença a conduir una corrent elevada. Ara, a partir de les últimes dues propietats del díode ideal, es pot concluir que oferirà una resistència infinita que inhibeix completament el flux de corrent a través seu. Aquesta afirmació es manté independentment de la magnitud del voltatge invers aplicat. Quan es dona aquesta condició, el fenomen de trencament invers mai pot ocòrrer, per la qual cosa no hi ha qüestió del seu voltatge corresponent, el voltatge de trencament invers. Gràcies a totes aquestes propietats, un díode ideal es comporta com un interruptor semiconductiu perfecte que estarà obert quan estigui polaritzat inversament i tancat quan estigui polaritzat directament.
Ara, deixem-nos de fantasies. En la realitat, no existeix cap cosa anomenada díode ideal. Què vol dir això? Si no existeix això, llavors per què necessitem saber-ne o aprendre'n? No és només una pèrdua de temps? No, no realment.
La raó és: El concepte d'idealització fa que les coses siguin millors. Aquesta regla és vàlida per a qualsevol cosa, no només per a aspectes tècnics. Quan ens referim al díode ideal, la veritat es manifesta en la facilitat amb la qual un dissenyador o depurador (podria ser qualsevol, diguem, fins i tot un estudiant o una persona no experta) pot modelar, depurar o analitzar un circuit o un disseny específic.
Importància pràctica
Comprendre el concepte de díode ideal ajuda a modelar, depurar i analitzar circuits, encara que els díodes ideals no existeixin en la realitat.
