Modellazione del comportamento dei diodi reali

In alta frequenza, questo traccia la tensione di ingresso e la corrente in un semplice circuito con un resistore e un diodo.

Grafica Mathematica

Il comportamento che vedo è che il diodo rimane polarizzato in avanti più a lungo di un diodo ideale, ma non appena lo fa torna al solito, forse in modo esponenziale in un tempo molto basso, senza spostamenti di fase.

Ho cercato di (macro) modellare quel particolare comportamento del diodo reale usando un diodo ideale e altri componenti (condensatore, resistenza, induttore), ma finora, fallendo miseramente

La domanda breve è: cosa potrei aggiungere alla scatola nera di un diodo ideale perché si comporti in quel modo?

Apprezzerei, se dovessi inventare qualcosa, sapere come hai pensato a questo, poiché l'apprendimento è l'unico scopo di questa domanda.

molte grazie

diodes

— rojo
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Dai un'occhiata all'equazione di Shockley per il diodo ideale e alle varie aggiunte ad esso. La pagina del diodo Wiki è un buon punto di partenza, quindi seguitela con la pagina su Diode Modeling

— Oli Glaser,

Non capisco. La traccia che ci stai mostrando proviene da un simulatore, giusto? Quindi, per definizione, hai già un modello per il comportamento del diodo. Penso che imparerai molto di più studiando quel modello che costruendo il tuo modello ad hoc.

— Dave Tweed,

@DaveTweed da un lato sono interessato alla modellazione dei diodi reali. D'altra parte, e questa era la mano su cui volevo concentrarmi quando le ho chiesto, l'ho preso come un esercizio: e se avessi un diodo ideale (forse anche il modello di ordine 0) e volevo generare una risposta del genere come quello nell'immagine, per un dato insieme di valori e frequenze, aggiungendo condensatori e componenti di base? Non ho potuto farlo da solo dopo aver provato. Sto cercando di mettermi a mio agio con i circuiti con diodi E componenti con memoria (induttori, condensatori), quindi ho chiesto di vedere come la gente pensa a queste cose

— Rojo,

Il fenomeno che stai vedendo si chiama tempo di recupero inverso . Guarda in alto e vedrai che è dovuto al fatto che i portatori nella giunzione sono ancora lì quando la tensione si inverte. Fino a quando questi vettori non saranno "esauriti", il diodo continuerà a condurre.

La modellazione consiste nel sapere quali caratteristiche contano davvero e nell'ignorare il resto. Se non lo facessi, sarebbe la realtà anziché un modello, ma sarebbe anche troppo complesso da implementare.

A prima approssimazione, supponiamo che il diodo conduca al contrario per un determinato periodo di tempo. Diodi destinati ad applicazioni in cui questo ha il tempo massimo di recupero inverso elencato nel foglio dati. Se lo scopo del modello è quello di voler assicurarsi che il circuito funzioni ancora, questo è un buon modello perché rappresenta le condizioni peggiori.

Modelli più precisi tengono conto della corrente immediatamente prima dell'inversione di tensione e osservano la carica totale trapelata all'indietro. Ci sono equazioni fantasiose per tutto ciò che dovrai cercare nei testi di fisica dei semiconduttori se vuoi questo livello di dettaglio.

— Olin Lathrop
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Grazie +1. Googling tempo di recupero inverso fino. A parte il vero problema della modellazione dei diodi, supponendo che io "abbia" un diodo ideale e che piacerebbe con un paio di condensatori e induttori ottenere una risposta come quella nella figura, vedi un modo semplice?

— Rojo,

@Rojo: Apparentemente stai chiedendo come simulare un diodo reale da un diodo ideale e parti aggiuntive? Questo non ha senso poiché puoi avere fisicamente solo diodi reali. Non riesco a pensare a un circuito facile da aggiungere attorno a un diodo per prolungare il tempo di recupero inverso. Utilizzare un diodo lento come 1N4004. Quelli sono abbastanza lenti da essere sostanzialmente utili solo nei circuiti di potenza a 50 o 60 Hz. Confrontalo con un diodo di segnale 1N4148, che ha un recupero inverso molto più veloce. Inoltre, i diodi Schottky hanno un recupero rapido intrinseco a causa di una giunzione diversa con meno capacità di memorizzazione.

— Olin Lathrop,

@Olin Lathrop: secondo me ha senso. Sta usando un software di simulazione che ha un'implementazione di un diodo ideale. Vuole aggiungere a questo diodo le caratteristiche non ideali di un diodo reale, come capacità, tempo di recupero, ecc. La sua domanda è: è possibile? Esiste una combinazione e una configurazione di componenti ideali passivi che si sommeranno a un diodo non ideale realistico? La mia ipotesi è no.

— BeB00,