Circuitos de diodos usando modelo exponencial

Question

Circuitos de diodos usando modelo exponencial

mohamed arshaan

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Hola, Pregunta : A continuación, se utiliza una cadena de tres diodos para proporcionar un voltaje constante de aproximadamente 2,1 V. Queremos calcular el cambio porcentual en este voltaje regulado causado por (a) un cambio de ± 10% en la potencia- tensión de alimentación y (b) conexión de una resistencia de carga de 1 kΩ. Suponga que n = 2.

Tenía algunas dudas con respecto al análisis de señales pequeñas a realizar en la parte B. Después de preguntar aquí, obtuve suficiente ayuda para entenderlo y resolverlo. Pero el siguiente pasaje del libro (Circuitos microelectrónicos) establece que al usar el análisis de señales pequeñas obtenemos .

Pero si seguimos los cálculos detallados usando el modelo exponencial obtendríamos .

No puedo entender cómo derivar la respuesta usando el modelo exponencial. ¿Cuáles son los pasos para encontrar la solución usando el modelo exponencial?

Enlace (a la pregunta anterior: Modelado de diodos )

usuario105652

Al cambiar la corriente, cambia la temperatura del diodo, suponiendo que sea lo suficientemente alta como para superar la temperatura ambiente. Su voltaje directo disminuye con el aumento de la temperatura, pero no más de 100 mV, y se necesitaría un calor extremo para lograr tanto cambio.

broma

No tenemos las páginas del libro delante de nosotros. Tiene sentido que el modelo exponencial arroje resultados diferentes. Lo que NO tiene sentido es que el modelo exponencial daría como resultado una menor

Δ v_{o}

$\Delta v_o$ magnitud. No solo es la diferencia en la corriente un poco más (

2.1 ma

$2.1\:\text{ma}$ contra

2 mA

$2\:\text{mA}$ ), pero la interpolación lineal predeciría, mirando hacia atrás hacia una corriente más baja, un valor de voltaje que está por encima de lo que está haciendo la curva exponencial real. Así que el real

Δ v_{o}

$\Delta v_o$ debe ser mayor que los proyectos de predicción de pendiente lineal. (Por 2,4 mV más o menos.)

Respuestas (2)

Circuitos de diodos usando modelo exponencial

Al cambiar la corriente, cambia la temperatura del diodo, suponiendo que sea lo suficientemente alta como para superar la temperatura ambiente. Su voltaje directo disminuye con el aumento de la temperatura, pero no más de 100 mV, y se necesitaría un calor extremo para lograr tanto cambio.
No tenemos las páginas del libro delante de nosotros. Tiene sentido que el modelo exponencial arroje resultados diferentes. Lo que NO tiene sentido es que el modelo exponencial daría como resultado una menor $\Delta v_o$ magnitud. No solo es la diferencia en la corriente un poco más ( $2.1\:\text{ma}$ contra $2\:\text{mA}$ ), pero la interpolación lineal predeciría, mirando hacia atrás hacia una corriente más baja, un valor de voltaje que está por encima de lo que está haciendo la curva exponencial real. Así que el real $\Delta v_o$ debe ser mayor que los proyectos de predicción de pendiente lineal. (Por 2,4 mV más o menos.)

Sven B. · Answer 1

Escribir ecuaciones KCL en $v_{OUT}$ , suponiendo que todos los diodos son iguales de modo que $v_D = \frac{v_{OUT}}{3}$ (corriente que entra = corriente que sale):

$\frac{10V-v_{OUT}}{R_1} = \frac{v_{OUT}}{R_2} + I_s\left(e^{\frac{v_{OUT}}{3n\ U_t}}-1\right)$

Esta es una ecuación trascendental que no se puede resolver analíticamente. Debe resolverse mediante un método numérico, que es lo que hacen los simuladores de circuitos.

Cuajada · Answer 2

Primero, puede reemplazar la fuente de voltaje y el divisor de voltaje por su equivalente de Thevenin y los tres diodos por uno que tiene parámetros diferentes:

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Suponiendo que los diodos están modelados por la ecuación de diodo de Shockley
$I(U) = I_s (e^{\frac{U}{U_c}} - 1)$
entonces el diodo combinado (diodo triple) puede ser modelado por
$I(U) = I_s (e^{\frac{U}{3U_c}} - 1)$

Entonces el problema parece más simple; básicamente no hay diferencia en comparación con un circuito con fuente de voltaje, una resistencia y un diodo.

Ahora mire los gráficos IU de diodo y resistencia y la línea de carga :

Como puede ver, la curvatura de la línea IU de los diodos (roja) no cambia mucho en la región donde se cruza con las líneas de carga (negra, azul).

Puede calcular el voltaje al que las líneas de carga se cruzan aproximadamente con la línea de diodos utilizando una aproximación lineal .

La diferencia de los voltajes de la intersección será mucho menor que $\Delta U$ porque el gráfico de diodos es mucho más inclinado en esa región que la línea de carga.

Circuitos de diodos usando modelo exponencial

mohamed arshaan

usuario105652

broma

Respuestas (2)

Sven B.

Cuajada

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