Modelowanie zachowania rzeczywistych diod

W przypadku wysokiej częstotliwości wykreśla napięcie wejściowe i prąd w prostym obwodzie z rezystorem i diodą.

Grafika matematyczna

Zachowanie, które widzę, polega na tym, że dioda pozostaje nastawiona do przodu na dłużej niż idealna dioda, ale gdy tylko to nastąpi, wraca do zwykłego, być może wykładniczo w bardzo krótkim czasie, bez żadnych przesunięć fazowych.

Próbowałem (makro) modelować to konkretne zachowanie prawdziwej diody za pomocą idealnej diody i innych komponentów (kondensator, rezystancja, induktor), ale jak dotąd zawiodło

Krótkie pytanie brzmi: co mogę dodać do czarnej skrzynki idealnej diody, aby zachowała się w ten sposób?

Byłbym wdzięczny, gdybyś coś wymyślił, aby dowiedzieć się, jak poszedłeś o tym myśleć, ponieważ nauka jest jedynym celem tego pytania.

Wielkie dzięki

diodes

— Rojo
źródło

Spójrz na równanie Shockleya dla idealnej diody i różne jej dodatki. Strona diod Wiki jest dobrym miejscem na początek, a następnie na następną

— Oli Glaser

Nie rozumiem. Ślad, który nam pokazujesz, pochodzi z symulatora, prawda? Tak więc z definicji masz już model zachowania diody. Myślę, że nauczyłbyś się więcej, studiując ten model, niż budując własny model ad-hoc.

— Dave Tweed,

@DaveTweed Z jednej strony jestem zainteresowany prawdziwym modelowaniem diod. Z drugiej strony, i na tym chciałem się skupić, kiedy o to zapytałem, wziąłem to za ćwiczenie: co jeśli miałbym idealną diodę (być może nawet model z zerowym zamówieniem) i chciałem wygenerować odpowiedź taką jak ten na obrazie, dla pewnego zestawu wartości i częstotliwości, dodając kondensatory i podstawowe elementy? Nie mogłem tego zrobić sam po spróbowaniu. Staram się oswoić z obwodami z diodami ORAZ elementami z pamięcią (dławiki, kondensatory), więc poprosiłem o sprawdzenie, jak ludzie myślą o tych rzeczach

— Rojo

Zjawisko, które widzisz, nazywa się czasem powrotu do zdrowia . Spójrz w górę, a zobaczysz, że wynika to z faktu, że nośniki w skrzyżowaniu wciąż tam są, gdy napięcie się odwraca. Dopóki te nośniki nie zostaną „zużyte”, dioda będzie nadal przewodzić.

Modelowanie polega na tym, aby wiedzieć, które cechy rzeczywiście mają znaczenie, i ignorować resztę. Gdybyś tego nie zrobił, byłaby to rzeczywistość zamiast modelu, ale byłaby też zbyt skomplikowana do wdrożenia.

Przy pierwszym przybliżeniu wystarczy założyć, że dioda będzie przewodzić w odwrotnym kierunku przez ustalony czas. Diody przeznaczone dla aplikacji, w których ma to znaczenie, będą miały maksymalny czas odzyskiwania wstecznego wymieniony w arkuszu danych. Jeśli celem modelu jest upewnienie się, że obwód nadal działa, jest to dobry model, ponieważ reprezentuje on najgorsze warunki.

Bardziej dokładne modele uwzględniają prąd bezpośrednio przed odwróceniem napięcia i sprawdzają całkowity ładunek wyciekły do tyłu. Istnieją wymyślne równania dla wszystkich, które będziesz musiał sprawdzić w tekstach fizyki półprzewodników, jeśli chcesz tego poziomu szczegółowości.

— Olin Lathrop
źródło

Dzięki +1. Będę googlować w górę czas odzyskiwania do tyłu. Oprócz prawdziwego problemu z modelowaniem diod, zakładając, że „mam” idealną diodę i chciałbym, aby przy kilku kondensatorach i cewkach uzyskać odpowiedź taką jak ta na rysunku, czy widzisz prosty sposób?

— Rojo

@Rojo: Najwyraźniej pytasz, jak symulować prawdziwą diodę z idealnej diody i dodatkowych części? To nie ma sensu, ponieważ możesz fizycznie mieć tylko prawdziwe diody. Nie mogę wymyślić łatwego obwodu, który można by dodać wokół diody, aby wydłużyć czas jej powrotu do tyłu. Użyj wolnej diody, takiej jak 1N4004. Są one wystarczająco wolne, aby w zasadzie były użyteczne tylko w obwodach mocy 50 lub 60 Hz. Porównaj to z diodą sygnałową 1N4148, która ma znacznie szybsze odzyskiwanie do tyłu. Ponadto diody Schottky mają nieodłączne szybkie odzyskiwanie ze względu na to, że są innym złączem z mniejszymi możliwościami przechowywania.

— Olin Lathrop,

@Olin Lathrop: Myślę, że ma to dla mnie sens. Używa oprogramowania do symulacji, które ma implementację idealnej diody. Chce dodać do tej diody nieidealne cechy prawdziwej diody, takie jak pojemność, czas regeneracji itp. Jego pytanie brzmi, czy to możliwe? Czy jest jakaś kombinacja i konfiguracja pasywnych idealnych komponentów, które składają się na realistyczną, nie idealną diodę? Domyślam się, że nie.

— BeB00,