Co to jest ideałowy diod?

Co to jest ideał diody?

Definicja ideału diody

Ideał diody definiuje się jako doskonała dioda bez żadnych wad, działająca idealnie zarówno w trybie przódobicia, jak i odwrotnym. Zazwyczaj dioda działa w trybie przódobicia lub odwrotnym. Możemy przeanalizować właściwości ideału diody w tych dwóch trybach osobno.

Właściwości ideału diody w trybie przódobicia

Zero oporu

W trybie przódobicia ideał diody oferuje zero oporu dla przepływu prądu, co czyni ją doskonałym przewodnikiem. Oznacza to, że ideał diody nie ma potencjału bariery. To podnosi pytanie, czy ideał diody ma region wyczerpania, ponieważ opór pochodzi z nieruchomych ładunków w regionie wyczerpania.

Nieskończony prąd

Ideał diody może pozwolić na przepływ nieskończonego prądu w trybie przódobicia ze względu na zero oporu, zgodnie z prawem Ohma.

Nieskończona ilość prądu

Ta właściwość wynika z zerowego oporu ideału diody w trybie przódobicia. Zgodnie z prawem Ohma (I = V/R), jeśli opór (R) wynosi zero, prąd (I) staje się nieskończony (∞). Stąd, teoretycznie, ideał diody w trybie przódobicia może pozwolić na przepływ nieograniczonej ilości prądu przez nią.

Zero napięcia progowego

Ta charakterystyka również pochodzi z zerowego oporu ideału diody. Napięcie progowe to minimalne napięcie potrzebne do pokonania potencjału bariery i rozpoczęcia przewodzenia. Jeśli ideał diody nie ma regionu wyczerpania, nie ma napięcia progowego. Pozwala to, aby ideał diody natychmiast przewodził, gdy jest obciążony, jak pokazano na zielonej krzywej na Rysunku 1.

Właściwości ideału diody w trybie odwrotnym

Nieskończony opór

W trybie odwrotnym ideał diody powinien całkowicie blokować przepływ prądu. Oznacza to, że zachowuje się jak doskonały izolator, gdy jest obciążony odwrotnie.

Zero przeciekowego prądu odwrotnego

Ta właściwość ideału diody może być bezpośrednio wnioskowana z poprzedniej właściwości, która mówi, że ideał diody ma nieskończony opór, gdy działa w trybie odwrotnym. Powód można zrozumieć, rozważając ponownie prawo Ohma, które teraz przyjmuje postać (zaznaczoną czerwoną krzywą na Rysunku 1). Oznacza to, że nie będzie przepływał żaden prąd przez ideał diody, gdy jest ona obciążona odwrotnie, niezależnie od tego, jak wysokie jest napięcie odwrotne.

Brak napięcia załamania odwrotnego

Napięcie załamania odwrotnego to napięcie, przy którym dioda obciążona odwrotnie ulega awarii i zaczyna przewodzić duży prąd. Na podstawie dwóch ostatnich właściwości ideału diody można wnioskować, że będzie ona oferować nieskończony opór, który całkowicie zatrzymuje przepływ prądu przez nią. Ta zasada jest prawdziwa niezależnie od wielkości napięcia odwrotnego zastosowanego do niej. Gdy warunki są takie, zjawisko załamania odwrotnego nigdy nie wystąpi, co oznacza, że nie ma mowy o odpowiadającym mu napięciu, czyli napięciu załamania odwrotnego. Dzięki wszystkim tym właściwościom, ideał diody zachowuje się jak doskonały półprzewodnikowy przełącznik, który będzie otwarty, gdy jest obciążony odwrotnie, a zamknięty, gdy jest obciążony przódowo.

Teraz, zetknijmy się z rzeczywistością. Praktycznie nie istnieje coś takiego jak ideał diody. Co to oznacza? Jeśli nic takiego nie istnieje, to dlaczego musimy o tym wiedzieć lub uczyć się o tym? Czy to nie jest tylko marnowanie czasu? Nie, nie naprawdę.

Powodem jest: Koncepcja ideału sprawia, że rzeczy są lepsze. Ta zasada jest prawdziwa dla wszystkiego, mam na myśli nie tylko techniczne. Gdy dochodzimy do kwestii ideału diody, prawda objawia się jako łatwość, z jaką projektant lub debugger (może być ktokolwiek, np. student lub laik) może modelować/debugować/analizować konkretny obwód lub projekt jako całość.

Praktyczne znaczenie

Zrozumienie koncepcji ideału diody pomaga w modelowaniu, debugowaniu i analizowaniu obwodów, nawet jeśli ideał diody nie istnieje w rzeczywistości.