Hvad er en ideel diode?
Hvad er en ideel diode?
Definition af ideel diode
En ideel diode defineres som en perfekt diode uden nogen fejl, der fungerer ideelt både under for- og bagstrøm. Typisk fungerer en diode enten under for- eller bagstrøm. Vi kan analysere egenskaberne af en ideel diode i disse to tilstande separat.
Egenskaber af ideel diode under forstrøm
Nul modstand
Under forstrøm tilbyder en ideel diode nul modstand til strømfloden, hvilket gør den til en perfekt leder. Dette betyder, at den ideelle diode ikke har nogen barrierepotential. Dette rejser spørgsmålet om, hvorvidt en ideel diode har en udtømmelseszone, da modstanden kommer fra ustabile ladninger i udtømmelseszonen.
Uendelig strøm
En ideel diode kan tillade uendelig strømflod under forstrøm på grund af nul modstand, ifølge Ohms lov.
Uendelig mængde strøm
Denne egenskab stammer fra den ideelle diondes nul modstand under forstrøm. Ifølge Ohms lov (I = V/R), hvis modstanden (R) er nul, bliver strømmen (I) uendelig (∞). Derfor kan en ideel diode teoretisk tillade en ubegrænset mængde strøm at flyde gennem den under forstrøm.
Nul tærskelspænding
Denne karakteristik kommer også fra den ideelle diondes nul modstand. Tærskelspændingen er den mindste spænding, der er nødvendig for at overkomme barrierepotentialen og starte ledning. Hvis en ideel diode ikke har en udtømmelseszone, er der ingen tærskelspænding. Dette tillader, at den ideelle diode straks begynder at lede, når den er forstrømt, som vist ved den grønne kurve i figur 1.
Egenskaber af ideel diode under bagstrøm
Uendelig modstand
Under bagstrøm forventes en ideel diode at helt blokere strømfloden. Dette betyder, at den opfører sig som en perfekt isolator, når den er bagstrømt.
Nul bagstrøm-leckage
Denne egenskab hos den ideelle diode kan direkte implikeres fra dens tidligere egenskab, der siger, at ideelle dioder har uendelig modstand, når de opererer under bagstrøm. Årsagen kan forstås ved at overveje Ohms lov igen, som nu tager formen (vist ved den røde kurve i figur 1). Dette betyder, at der vil være ingen strøm, der flyder gennem den ideelle diode, når den er bagstrømt, uanset hvor høj den anvendte bagstrømsspænding er.
Ingen bagstrøm-brudspænding
Bagstrøm-brudspændingen er den spænding, hvor den bagstrømmede diode mislykkes og begynder at lede tung strøm. Nu kan man konkludere fra de sidste to egenskaber af den ideelle diode, at den vil tilbyde uendelig modstand, som helt forhindrer strømfloden gennem den. Dette gælder uanset størrelsen på den anvendte bagstrømsspænding. Når denne tilstand er sådan, kan fænomenet bagstrøm-brud aldrig forekomme, hvilket betyder, at der ikke vil være nogen spørgsmål om den tilhørende spænding, bagstrøm-brudspændingen. På grund af alle disse egenskaber opfører en ideel diode sig som en perfekt halledende skruddannelse, der vil være åben, når den er bagstrømt, og lukket, når den er forstrømt.
Lad os nu se på virkeligheden. Praktisk set findes der ingen sådan ting som en ideel diode. Hvad betyder dette? Hvis der ikke findes noget sådant, hvorfor skal vi så kende til det eller lære det? Er det ikke bare en spild af tid? Nej, ikke rigtigt.
Årsagen er: Konceptet om idealisering gør tingene bedre. Denne regel gælder for alt, jeg mener, ikke kun teknisk. Når vi kommer til sagen med den ideelle diode, viser sandheden sig som letten, hvormed en designer eller debugger (kan være hvem som helst, sige, endda en student eller en laie) kan modelle/debugge/analyserer en bestemt kredsløb eller et design som helhed.
Praktisk betydning
At forstå konceptet om ideel diode hjælper med at modelle, debugge og analysere kredsløb, selvom ideelle dioder ikke findes i virkeligheden.
