Hva er en ideell diode?
Hva er en ideell diode?
Definisjon av ideell diode
En ideell diode defineres som en perfekt diode uten noen feil, som fungerer ideelt både under fremover- og bakoverpolarisering. Vanligvis fungerer en diode enten under fremover- eller bakoverpolarisering. Vi kan analysere egenskapene til en ideell diode i disse to modene separat.
Egenskaper ved ideell diode under fremoverpolarisering
Null motstand
Under fremoverpolarisering tilbyr en ideell diode null motstand for strøm, noe som gjør den til en perfekt ledere. Dette betyr at den ideelle dioden ikke har noen barrierepotensial. Dette fører til spørsmålet om en ideell diode har en uttømmelsesregion, da motstanden kommer fra ubewegelige ladninger i uttømmelsesregionen.
Uendelig strøm
En ideell diode kan tillate uendelig strøm under fremoverpolarisering på grunn av null motstand, ifølge Ohms lov.
Uendelig mengde strøm
Denne egenskapen følger fra den ideelle diodens null motstand under fremoverpolarisering. Ifølge Ohms lov (I = V/R), hvis motstanden (R) er null, blir strømmen (I) uendelig (∞). Dermed kan en ideell diode teoretisk tillate en ubegrenset mengde strøm å flyte gjennom seg under fremoverpolarisering.
Null terskelvoltage
Denne egenskapen kommer også fra den ideelle diodens null motstand. Terskelvoltage er den minste spenningen som trengs for å overvinne barrierepotensialet og starte ledning. Hvis en ideell diode ikke har noen uttømmelsesregion, er det ingen terskelvoltage. Dette lar den ideelle dioden lede umiddelbart når den polariseres, som vist av den grønne kurven i figur 1.
Egenskaper ved ideell diode under bakoverpolarisering
Uendelig motstand
Under bakoverpolarisering forventes en ideell diode å fullstendig blokkere strømflyt. Dette betyr at den oppfører seg som en perfekt isolator når den er bakoverpolarisert.
Null reversiv lekkasjestrøm
Denne egenskapen hos den ideelle dioden kan direkte impliseres fra dens foregående egenskap som sier at de ideelle diodene har uendelig motstand når de opererer i bakoverpolarisert modus. Grunnen kan forstås ved å betrakte Ohms lov igjen, som nå tar formen (vist av rød kurve i figur 1). Dette betyr at det ikke vil være noen strøm som flyter gjennom den ideelle dioden når den er bakoverpolarisert, uansett hvor høy den reversive spenningen er.
Ingen reversiv brytningsvoltage
Reversiv brytningsvoltage er spenningen ved hvilken den bakoverpolariserte dioden mislykkes og begynner å lede stor strøm. Nå, fra de to siste egenskapene til den ideelle dioden, kan man konkludere med at den vil tilby uendelig motstand som fullstendig hindrer strømflyt gjennom den. Denne påstanden holder uansett størrelsen på den reversive spenningen som påføres den. Når forholdet er så, kan fenomenet reversiv brytning aldri inntreffe, noe som betyr at det ikke vil være noen spørsmål om dets korrespondende spenning, reversiv brytningsvoltage. På grunn av alle disse egenskapene, ser man at en ideell diode oppfører seg som en perfekt halvlederswitch som vil være åpen når den er bakoverpolarisert og lukket når den er fremoverpolarisert.
La oss nå møte virkeligheten. Praktisk talt finnes det ingen slik ting som en ideell diode. Hva betyr dette? Hvis det ikke finnes noe slikt, hvorfor trenger vi da å vite eller lære om det? Er det bare en tidsfordriv? Nei, egentlig ikke.
Grunnen er: Konseptet om idealisering gjør ting bedre. Regelen gjelder for alt, jeg mener, ikke bare teknisk. Når vi kommer til spørsmålet om ideell diode, viser sannheten seg som lettheten med hvilken en designer eller debugger (kan være hvem som helst, si, selv en student eller en laie) kan modellere/debugge/analyser en bestemt krets eller et design som helhet.
Praktisk betydning
Å forstå konseptet om ideell diode hjelper med modellering, debugging og analyse av kretser, selv om ideelle dioder ikke eksisterer i virkeligheten.
