อะไรคือไดโอดอุดมคติ

อุดมคติไดโอดคืออะไร?

คำนิยามของไดโอดอุดมคติ

ไดโอดอุดมคติถูกกำหนดว่าเป็นไดโอดที่สมบูรณ์แบบโดยไม่มีข้อบกพร่องใด ๆ ทำงานอย่างเหมาะสมในทั้งสภาวะที่ถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าและข้างหลัง ทั่วไปแล้ว ไดโอดจะทำงานในสภาวะที่ถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าหรือข้างหลัง เราสามารถวิเคราะห์ลักษณะของไดโอดอุดมคติในสองโหมดนี้แยกกันได้

ลักษณะของไดโอดอุดมคติเมื่อถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้า

ความต้านทานเป็นศูนย์

ในการถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้า ไดโอดอุดมคติให้ความต้านทานเป็นศูนย์ต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า ทำให้มันเป็นตัวนำที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งหมายความว่าไดโอดอุดมคติไม่มีแรงดันขวาง นี่ทำให้เกิดคำถามว่าไดโอดอุดมคติมีพื้นที่สลายตัวหรือไม่ เนื่องจากความต้านทานมาจากประจุที่ไม่เคลื่อนที่ในพื้นที่สลายตัว

กระแสไฟฟ้าไม่จำกัด

ไดโอดอุดมคติสามารถให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ไม่จำกัดในสภาวะถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าเนื่องจากความต้านทานเป็นศูนย์ ตามกฎของโอห์ม

ปริมาณกระแสไฟฟ้าไม่จำกัด

คุณสมบัตินี้มาจากการที่ไดโอดอุดมคติมีความต้านทานเป็นศูนย์ในการถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้า ตามกฎของโอห์ม (I = V/R) ถ้าความต้านทาน (R) เป็นศูนย์ กระแสไฟฟ้า (I) จะกลายเป็นไม่จำกัด (∞) ดังนั้น ไดโอดอุดมคติในการถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าสามารถให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ไม่จำกัดทางทฤษฎี

แรงดันขั้นต่ำเป็นศูนย์

คุณสมบัตินี้ยังมาจากการที่ไดโอดอุดมคติมีความต้านทานเป็นศูนย์ แรงดันขั้นต่ำคือแรงดันที่จำเป็นต้องเอาชนะแรงดันขวางและเริ่มการนำไฟฟ้า หากไดโอดอุดมคติไม่มีพื้นที่สลายตัว จะไม่มีแรงดันขั้นต่ำ ซึ่งทำให้ไดโอดอุดมคติสามารถนำไฟฟ้าได้ทันทีเมื่อถูกขับเคลื่อน ดังแสดงในเส้นโค้งสีเขียวของรูปที่ 1

ลักษณะของไดโอดอุดมคติเมื่อถูกขับเคลื่อนไปข้างหลัง

ความต้านทานไม่จำกัด

ในการถูกขับเคลื่อนไปข้างหลัง ไดโอดอุดมคติคาดว่าจะขวางการไหลของกระแสไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่ามันทำงานเหมือนตัวฉนวนที่สมบูรณ์แบบเมื่อถูกขับเคลื่อนไปข้างหลัง

กระแสไฟฟ้ารั่วไหลกลับเป็นศูนย์

คุณสมบัตินี้ของไดโอดอุดมคติสามารถสรุปได้จากคุณสมบัติที่ระบุว่าไดโอดอุดมคติมีความต้านทานไม่จำกัดเมื่อทำงานในสภาวะถูกขับเคลื่อนไปข้างหลัง สาเหตุสามารถเข้าใจได้โดยพิจารณากฎของโอห์มอีกครั้ง ซึ่งในกรณีนี้จะมีรูปแบบ (แสดงโดยเส้นโค้งสีแดงในรูปที่ 1) ดังนั้นมันหมายความว่าจะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไดโอดอุดมคติเมื่อมันถูกขับเคลื่อนไปข้างหลัง ไม่ว่าแรงดันกลับที่ใช้จะสูงเพียงใด

ไม่มีแรงดันแตกหักกลับ

แรงดันแตกหักกลับคือแรงดันที่ไดโอดถูกขับเคลื่อนไปข้างหลังล้มเหลวและเริ่มนำไฟฟ้ามาก ตอนนี้ จากคุณสมบัติสองข้อสุดท้ายของไดโอดอุดมคติ สามารถสรุปได้ว่ามันจะให้ความต้านทานไม่จำกัดซึ่งขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ คำกล่าวข้างต้นยังคงเป็นจริงไม่ว่าแรงดันกลับที่ใช้จะสูงเพียงใด เมื่อเงื่อนไขเป็นเช่นนั้น การแตกหักกลับจะไม่เกิดขึ้น และไม่มีคำถามเกี่ยวกับแรงดันที่เกี่ยวข้อง คือ แรงดันแตกหักกลับ เนื่องจากคุณสมบัติทั้งหมดนี้ ไดโอดอุดมคติจะแสดงพฤติกรรมเหมือนสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งจะเปิดเมื่อถูกขับเคลื่อนไปข้างหลังและปิดเมื่อถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้า

ตอนนี้ ลองเผชิญกับความจริง ในทางปฏิบัติ ไม่มีสิ่งที่เรียกว่าไดโอดอุดมคติ นี่หมายความว่าอย่างไร? ถ้าไม่มีสิ่งนี้ ทำไมเราต้องรู้หรือเรียนรู้เกี่ยวกับมัน? มันไม่ใช่การเสียเวลาหรือ? ไม่จริง

เหตุผลคือ: แนวคิดของการอุดมคติทำให้สิ่งต่าง ๆ ดีขึ้น กฎนี้ใช้ได้กับทุกอย่าง ฉันหมายถึง ไม่เฉพาะทางเทคนิคเท่านั้น เมื่อเราพูดถึงไดโอดอุดมคติ ความจริงปรากฏในรูปแบบของการออกแบบหรือการแก้ไขข้อผิดพลาด (อาจเป็นใครก็ได้ เช่น นักศึกษาหรือคนทั่วไป) สามารถสร้างแบบจำลอง/แก้ไข/วิเคราะห์วงจรหรือการออกแบบโดยรวมได้อย่างง่ายดาย

ความสำคัญในทางปฏิบัติ

การทำความเข้าใจแนวคิดของไดโอดอุดมคติช่วยในการสร้างแบบจำลอง การแก้ไขข้อผิดพลาด และการวิเคราะห์วงจร แม้ว่าไดโอดอุดมคติจะไม่มีอยู่จริง