Mikä on ideaalidiodi?
Mikä on ideaalidiodi?
Ideaalidiodin määritelmä
Ideaalidiodi on täydellinen diodi, jossa ei ole mitään puutteita, ja se toimii ideaalisesti sekä suunnistuessa että kääntösuunnistuessa. Yleisesti diodi toimii joko suunnistuessa tai kääntösuunnistuessa. Voimme analysoida ideaalidiodin ominaisuuksia näissä kahdessa tilassa erikseen.
Ideaalidiodin ominaisuudet suunnistuessa
Nolla vastus
Suunnistuessa ideaalidiodi tarjoaa nollan vastuksen sähkövirtaalle, mikä tekee siitä täydellisen johtimen. Tämä tarkoittaa, että ideaalidiodilla ei ole estejännitettä. Tämä herättää kysymyksen siitä, onko ideaalidiodilla tyhjennysalue, koska vastus johtuu liikkumattomista varauksista tyhjennysalueella.
Ääretön virta
Ideaalidiodi voi sallia äärettömän sähkövirran suunnistuessa nollan vastusteen vuoksi, Ohmin lain mukaan.
Ääretön virtamäärä
Tämä ominaisuus johtuu ideaalidiodin nollavastuksesta suunnistuessa. Ohmin lain (I = V/R) mukaan, jos vastus (R) on nolla, virta (I) tulee äärettömäksi (∞). Näin ollen ideaalidiodi suunnistuessa voisi teoreettisesti sallia rajattoman sähkövirran kulkea läpi sen.
Nolla kynnysjännite
Tämä ominaisuus johtuu myös ideaalidiodin nollavastuksesta. Kynnysjännite on vähimmäisjännite, joka tarvitaan estejännitteen ylittämiseen ja johtavuuden aloittamiseen. Jos ideaalidiodilla ei ole tyhjennysaluetta, ei ole myöskään kynnysjännitettä. Tämä mahdollistaa ideaalidiodin välittömän johtavuuden, kun sitä suunnistetaan, kuten Figure 1:n vihreä käyrä osoittaa.
Ideaalidiodin ominaisuudet kääntösuunnistuessa
Ääretön vastus
Kääntösuunnistuessa ideaalidiodi odotetaan estävän kokonaan sähkövirran kulun. Tämä tarkoittaa, että se käyttäytyy täydellisen erottelijana kääntösuunnistuessa.
Nolla käänteinen leviävä virta
Tämä ideaalidiodin ominaisuus voidaan suoraan päätellä sen edellisestä ominaisuudesta, jonka mukaan ideaalidiotit ovat äärettömän vastuisia kääntösuunnistuessa. Syy voidaan ymmärtää uudelleen katsomalla Ohmin laki, joka nyt ottaa muodon (kuvattuna Figure 1:n punaisella käyrällä). Tämä tarkoittaa, että ideaalidiodiin ei kulje sähkövirtaa, olipa sovellettu käänteinen jännite kuinka korkea tahansa.
Ei käänteistä rikkoutumisjännitettä
Käänteinen rikkoutumisjännite on jännite, jossa kääntösuunnistettu diodi epäonnistuu ja alkaa johtaa suurta sähkövirran. Nyt, edellisten kahden ideaalidiodin ominaisuuden perusteella, voidaan päätellä, että se tarjoaa äärettömän vastuksen, joka estää kokonaan sähkövirran kulun läpi sen. Tämä väite pitää paikkansa riippumatta käänteisen jännitteen suuruudesta. Kun tilanne on näin, käänteisen rikkoutumisen ilmiö ei voi tapahtua, joten käänteisen rikkoutumisjännitteen kysymys ei ole ajankohtainen. Kaikkien näiden ominaisuuksien vuoksi ideaalidiodi nähdään toimivan täydellisenä semanttisena kytkentänä, joka on auki kääntösuunnistettaessa ja suljettu suunnistettaessa.
Nyt, kohtaamme todellisuuden. Praktisesti katsoen ideaalidiodia ei ole olemassa. Miten tämä tarkoittaa? Jos sellaista asiaa ei ole, niin miksi meidän pitäisi tietää tai opetella siitä? Eikö se ole vain ajan hukkaaminen? Ei, ei oikeastaan.
Syy on: Ideaalien käsite tekee asioista parempia. Tämä sääntö pätee kaikkeen, tarkoitan, ei vain tekniseen. Kun puhumme ideaalidiodista, totuus ilmenee helposti, jolla suunnittelija tai virhetarkistaja (voi olla kenellä tahansa, sanotaanpa, jopa opiskelijalla tai tavallisella ihmisellä) voi mallintaa/virhetarkistaa/analysoida tiettyä piiriä tai suunnitelmaa kokonaisuudessaan.
Praktinen merkitys
Ideaalidiodin käsitteen ymmärtäminen auttaa piirien mallinnuksessa, virhetarkistuksessa ja analysoinnissa, vaikka ideaalidiotteja ei olekaan olemassa todellisuudessa.
