¿Por qué el diodo tiene un mayor impacto en las características de CC que en las de CA?

1) La "resistencia" de CC es simplemente$V/I$, que en tu caso es$0.7\cdot2k / (10 - 0.7) = 150\Omega$. La resistencia dinámica es$\frac{dV}{dI}$del diodo, que se puede encontrar fácilmente en la hoja de datos del diodo. Así, por ejemplo:

_{(fuente: davidbridgen.com )}

Aquí$\frac{dV}{dI}$es la inversa de la pendiente de la recta alrededor del$0.7V$punto. Como puedes ver, la línea es casi vertical, por lo que la pendiente es muy grande. Entonces el inverso es muy pequeño.

2) El voltaje a través del diodo no es$0.01V$. Es$0.7\pm 0.01V$. Pero dado que la resistencia dinámica es la derivada, el componente de CC desaparece.

Esto no es realmente una superposición. La superposición solo funciona en circuitos lineales y los diodos no son lineales. Se necesitan alrededor de 0,7 voltios para "encender" el diodo, pero después de eso, un pequeño cambio en el voltaje genera un gran cambio en la corriente. Dividir el voltaje de CC por la corriente de CC realmente no te dice nada. Para obtener un circuito lineal, tienes que hacer una aproximación como esta:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Ahora la superposición funcionará. En el análisis de CA, tanto la fuente de CC de 10 V como la caída de 0,7 V en el diodo desaparecen y solo quedan los 8$\Omega$resistencia equivalente.

Esta es una versión simplificada de una técnica común para tratar cosas no lineales:

1. Utilice el comportamiento no lineal completo ("modelo de señal grande") para encontrar las condiciones de funcionamiento para una entrada constante (CC). Toma, esa es tu compensación de 10 V CC.

2. Haga una aproximación de linealización ("modelo de señal pequeña") alrededor del punto de operación de CC.

3. Calcule el efecto de una pequeña variación de entrada (AC) utilizando la aproximación lineal.

4. Sume los resultados de CC y CA juntos.

Hará esto mucho con transistores, por lo que es mejor que se sienta cómodo con él ahora. :-)

En un diodo, la relación corriente/voltaje no lineal viene dada por la ecuación de Shockley :

Si$n \approx 1$, la aproximación lineal es:

Queremos una resistencia, que es el voltaje dividido por la corriente, así que le damos la vuelta a la fracción.$V_T$es de aproximadamente 26 mV a temperatura ambiente, por lo que:

Aquí hay un gráfico que muestra de lo que estoy hablando. Los números no coinciden con su problema, pero el comportamiento es el mismo.

La resistencia de CA en el circuito total no es muy diferente de la resistencia de CC, tal como está dibujada.

La resistencia de CA es baja medida sobre el diodo . La resistencia de 2k es de 2k. Punto. Al menos, en el dominio teórico. El mundo real siempre tiene algunos pequeños inconvenientes y cosas por el estilo, pero lo dejo fuera para el resto.

¿Por qué el efecto de CA o la resistencia de CA del diodo es bajo?

¡Simple! El diodo está en conducción directa para todos los voltajes que genera la fuente de CA. Si la fuente de CA es de 2 Vpp, pasa de +1 V en la parte superior en comparación con la parte inferior a -1 V en la parte superior en comparación con la parte inferior. Entonces, en su pico más positivo, el voltaje total es de 11 V, pero en su pico más bajo, el voltaje total es de 9 V.

En ambos casos, la corriente fluye en el sentido de las agujas del reloj a través del circuito. Entonces, el único efecto que tiene el voltaje de CA en el diodo es un pequeño cambio (¡9 V a 11 V no es un gran salto en absoluto!) En la corriente directa. La corriente directa a través del diodo cambia su voltaje directo, pero no en gran medida.

Aparentemente, calcularon el voltaje directo a 9 V y el voltaje directo a 11 V a partir de algunos datos que no conozco en este momento, y la diferencia es de 26 mV entre ellos. Entonces, el único efecto que tiene el diodo en el componente de CA es de 26 mV, lo que da la resistencia, lo que hace que la diferencia sea de 26 mVpp, que es en promedio una desviación de 13 mV del componente de CC, que es de 0,7 V.

Entonces, la caída de voltaje de CC del diodo es de 0,7 V CC y el efecto de la caída de voltaje de CA es de 13 m V CA.