چه چیزی دیود کامل است

ایدئال دیود چیست؟

تعریف ایدئال دیود

ایدئال دیود به عنوان یک دیود کامل بدون هیچ نقصی تعریف می‌شود که در شرایط پیشرفت و عقب‌نشینی عملکرد ایده‌آل دارد. معمولاً، یک دیود در یکی از دو حالت پیشرفت یا عقب‌نشینی کار می‌کند. می‌توانیم خصوصیات یک دیود ایده‌آل را در این دو حالت جداگانه تحلیل کنیم.

خصوصیات دیود ایده‌آل در حالت پیشرفت

مقاومت صفر

در حالت پیشرفت، یک دیود ایده‌آل مقاومت صفر برای جریان الکتریکی ارائه می‌دهد و یک رسانا کامل است. این بدان معناست که دیود ایده‌آل هیچ پتانسیل مانعی ندارد. این سوال را مطرح می‌کند که آیا یک دیود ایده‌آل منطقه خالی دارد یا خیر، زیرا مقاومت از بارهای ثابت در منطقه خالی ناشی می‌شود.

جریان نامحدود

یک دیود ایده‌آل می‌تواند در حالت پیشرفت به دلیل عدم وجود مقاومت، جریان نامحدودی را به حرکت درآورد، طبق قانون اهم.

مقدار نامحدود جریان

این ویژگی از مقاومت صفر دیود ایده‌آل در حالت پیشرفت ناشی می‌شود. طبق قانون اهم (I = V/R)، اگر مقاومت (R) صفر باشد، جریان (I) نامتناهی (∞) می‌شود. بنابراین، یک دیود ایده‌آل در حالت پیشرفت می‌تواند از نظر نظری مقدار نامحدودی از جریان را از خود عبور دهد.

ولتاژ آستانه صفر

این ویژگی نیز از مقاومت صفر دیود ایده‌آل ناشی می‌شود. ولتاژ آستانه حداقل ولتاژی است که برای غلبه بر پتانسیل مانع و شروع هدایت لازم است. اگر یک دیود ایده‌آل هیچ منطقه خالی نداشته باشد، ولتاژ آستانه نخواهد داشت. این امکان را می‌دهد که دیود ایده‌آل فوراً وقتی که تحت بایاس قرار گرفته، هدایت کند، همانطور که در منحنی سبز شکل ۱ نشان داده شده است.

خصوصیات دیود ایده‌آل در حالت عقب‌نشینی

مقاومت نامحدود

در حالت عقب‌نشینی، یک دیود ایده‌آل باید جریان را کاملاً مسدود کند. این بدان معناست که در حالت عقب‌نشینی مانند یک عایق کامل عمل می‌کند.

جریان نشتی عقب‌نشینی صفر

این ویژگی دیود ایده‌آل می‌تواند مستقیماً از ویژگی قبلی‌اش که بیان می‌کند دیودهای ایده‌آل در حالت عقب‌نشینی مقاومت نامحدود دارند، نتیجه گرفته شود. دلیل آن می‌تواند با توجه به قانون اهم که حالا به صورت (نشان داده شده توسط منحنی قرمز در شکل ۱) باشد، درک شود. بنابراین، این بدان معناست که هیچ جریانی از دیود ایده‌آل عبور نخواهد کرد وقتی که عقب‌نشینی شده است، بسته به ولتاژ عقب‌نشینی اعمال شده.

عدم وجود ولتاژ شکست عقب‌نشینی

ولتاژ شکست عقب‌نشینی ولتاژی است که در آن دیود عقب‌نشینی شده شکست می‌خورد و شروع به هدایت جریان سنگین می‌کند. حالا، از دو ویژگی آخر دیود ایده‌آل می‌توان نتیجه گرفت که آن مقاومت نامحدودی ارائه می‌دهد که کاملاً جریان را مسدود می‌کند. این بیان درست است، بسته به مقدار ولتاژ عقب‌نشینی اعمال شده. وقتی که شرایط چنین است، پدیده شکست عقب‌نشینی هرگز رخ نخواهد داد و بنابراین سوالی درباره ولتاژ مربوط به آن، ولتاژ شکست عقب‌نشینی، نخواهد بود. به دلیل تمام این ویژگی‌ها، یک دیود ایده‌آل به عنوان یک سوییچ نیمه‌رسانا کامل مشاهده می‌شود که در حالت عقب‌نشینی باز و در حالت پیشرفت بسته است.

حالا، بیایید با واقعیت مواجه شویم. در عمل چیزی به نام دیود ایده‌آل وجود ندارد. این چه معنا دارد؟ اگر چنین چیزی وجود ندارد، پس چرا باید درباره آن بدانیم یا یاد بگیریم؟ آیا این فقط تلف شدن وقت نیست؟ نه، واقعاً نیست.

دلیل آن این است: مفهوم ایده‌آل‌سازی چیزها را بهتر می‌کند. این قاعده برای هر چیزی صدق می‌کند، منظورم فقط فنی نیست. وقتی به موضوع دیود ایده‌آل می‌رسیم، حقیقت به عنوان راحتی که یک طراح یا اشکال‌یاب (می‌تواند هر کسی باشد، مثلاً حتی یک دانشجو یا غیرمتخصص) می‌تواند یک مدار یا طراحی خاص را مدل‌سازی/اشکال‌یابی/تحلیل کند، ظاهر می‌شود.

اهمیت عملی

فهم مفهوم دیود ایده‌آل در مدل‌سازی، اشکال‌یابی و تحلیل مدارها کمک می‌کند، حتی اگر دیودهای ایده‌آل در واقعیت وجود نداشته باشند.