Τι είναι ένα Ιδανικό Διόδο;

Τι είναι ένα Ιδεώδες Διόδο;

Ορισμός Ιδεώδους Διόδου

Ένας ιδεώδης διόδος ορίζεται ως τέλειος διόδος χωρίς καμία λάθος, που λειτουργεί ιδεαλώς σε κατευθυνόμενες και αντικατευθυνόμενες συνθήκες. Συνήθως, ένας διόδος λειτουργεί είτε σε κατευθυνόμενη είτε σε αντικατευθυνόμενη πολάριση. Μπορούμε να αναλύσουμε τις ιδιότητες ενός ιδεώδους διόδου σε αυτά τα δύο καθεστώτα ξεχωριστά.

Ιδιότητες Ιδεώδους Διόδου σε Κατευθυνόμενη Πολάριση

Μηδενική Αντίσταση

Σε κατευθυνόμενη πολάριση, ένας ιδεώδης διόδος παρέχει μηδενική αντίσταση στην ροή του ρεύματος, κάνοντάς τον τέλειο ηλεκτροδόχο. Αυτό σημαίνει ότι ο ιδεώδης διόδος δεν έχει δυναμικό μπάριερας. Αυτό θέτει το ερώτημα αν ένας ιδεώδης διόδος έχει περιοχή εξάντλησης, καθώς η αντίσταση προέρχεται από ακίνητες φορτίες στην περιοχή εξάντλησης.

Άπειρο Ρεύμα

Ένας ιδεώδης διόδος μπορεί να επιτρέψει την ροή άπειρου ρεύματος σε κατευθυνόμενη πολάριση λόγω της μηδενικής αντίστασης, σύμφωνα με τον νόμο του Ohm.

Άπειρη Ποσότητα Ρεύματος

Αυτή η ιδιότητα πηγάζει από την μηδενική αντίσταση του ιδεώδους διόδου σε κατευθυνόμενη πολάριση. Σύμφωνα με τον νόμο του Ohm (I = V/R), αν η αντίσταση (R) είναι μηδέν, το ρεύμα (I) γίνεται άπειρο (∞). Έτσι, ένας ιδεώδης διόδος σε κατευθυνόμενη πολάριση μπορεί θεωρητικά να επιτρέψει την ροή άπειρης ποσότητας ρεύματος μέσα του.

Μηδενικό Οριακό Δυναμικό

Αυτή η ιδιότητα προέρχεται επίσης από την μηδενική αντίσταση του ιδεώδους διόδου. Το οριακό δυναμικό είναι το ελάχιστο δυναμικό που απαιτείται για να ξεπεράσει το δυναμικό μπάριερας και να ξεκινήσει η ροή. Εάν ένας ιδεώδης διόδος δεν έχει περιοχή εξάντλησης, δεν υπάρχει οριακό δυναμικό. Αυτό επιτρέπει στον ιδεώδη διόδο να ξεκινήσει την ροή αμέσως όταν είναι πολαρισμένος, όπως φαίνεται στην πράσινη καμπύλη του Σχήματος 1.

Ιδιότητες Ιδεώδους Διόδου σε Αντικατευθυνόμενη Πολάριση

Άπειρη Αντίσταση

Σε αντικατευθυνόμενη πολάριση, ένας ιδεώδης διόδος αναμένεται να εμποδίζει εντελώς την ροή του ρεύματος. Αυτό σημαίνει ότι συμπεριφέρεται ως τέλειος αισθητήρας όταν είναι αντικατευθυνόμενος.

Μηδενικό Ρεύμα Αντικατευθυνόμενης Διαρροής

Αυτή η ιδιότητα του ιδεώδους διόδου μπορεί να προσδιοριστεί άμεσα από την προηγούμενη ιδιότητα, η οποία δηλώνει ότι οι ιδεώδεις διόδοι έχουν άπειρη αντίσταση όταν λειτουργούν σε αντικατευθυνόμενη πολάριση. Η αιτία μπορεί να κατανοηθεί θεωρώντας ξανά τον νόμο του Ohm, ο οποίος τώρα παίρνει τη μορφή (που δείχνεται από την κόκκινη καμπύλη στο Σχήμα 1). Αυτό σημαίνει ότι δεν θα υπάρξει ροή ρεύματος μέσα από τον ιδεώδη διόδο όταν είναι αντικατευθυνόμενος, ανεξάρτητα από την ύψη του αντικατευθυνόμενου δυναμικού που εφαρμόζεται.

Καμία Αντικατευθυνόμενη Τάξη Διάβρωσης

Η αντικατευθυνόμενη τάξη διάβρωσης είναι το δυναμικό στο οποίο ένας αντικατευθυνόμενος διόδος αποτυγχάνει και ξεκινά να διαχέει μεγάλο ρεύμα. Τώρα, από τις τελευταίες δύο ιδιότητες του ιδεώδους διόδου, μπορεί κανείς να συμπεράνει ότι θα παρέχει άπειρη αντίσταση, η οποία εμποδίζει εντελώς την ροή ρεύματος μέσα από αυτόν. Αυτή η δήλωση ισχύει ανεξάρτητα από την μέγεθος του αντικατευθυνόμενου δυναμικού που εφαρμόζεται. Όταν η συνθήκη είναι τόσο, το φαινόμενο της αντικατευθυνόμενης διάβρωσης δεν μπορεί ποτέ να συμβεί, λόγω του οποίου δεν υπάρχει ερώτημα για το αντίστοιχο δυναμικό, το αντικατευθυνόμενο δυναμικό διάβρωσης. Λόγω όλων αυτών των ιδιοτήτων, ένας ιδεώδης διόδος φαίνεται να συμπεριφέρεται ως τέλειος διακόπτης, ο οποίος θα είναι ανοιχτός όταν είναι αντικατευθυνόμενος και κλειστός όταν είναι κατευθυνόμενος.

Τώρα, ας αντιμετωπίσουμε την πραγματικότητα. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει κάτι τέτοιο όπως ο ιδεώδης διόδος. Τι σημαίνει αυτό; Αν δεν υπάρχει κάτι τέτοιο, τότε γιατί χρειάζεται να το γνωρίζουμε ή να το μαθαίνουμε; Δεν είναι απλώς απώλεια χρόνου; Όχι, δεν είναι.

Η αιτία είναι: Η έννοια του ιδεαλοποιημένου κάνει τα πράγματα καλύτερα. Ο κανόνας ισχύει για οτιδήποτε, εννοώ, όχι μόνο τεχνικά. Όταν έρχεται στην υπόθεση του ιδεώδους διόδου, η αλήθεια εμφανίζεται ως η ευκολία με την οποία ένας σχεδιαστής ή debugger (μπορεί να είναι οποιοσδήποτε, λέγετε, ακόμα και ένας μαθητής ή ένας απλός άνθρωπος) μπορεί να μοντελοποιήσει/debug/αναλύσει ένα συγκεκριμένο κύκλωμα ή ένα σχεδιασμό συνολικά.

Πρακτική Σημασία

Η κατανόηση της έννοιας του ιδεώδους διόδου βοηθά στη μοντελοποίηση, το debugging και την ανάλυση κυκλωμάτων, ακόμα και αν οι ιδεώδεις διόδοι δεν υπάρχουν στην πραγματικότητα.