Circuite cu diode în conducţie permanentă Curentul prin diodă şi tensiunea pe diodă sunt legate prin ecuaţia de funcţionare a diodei o cădere de tensiune pe diodă determină valoarea curentului prin ea o valoare a curentului prin diodă determină căderea de tensiune pe ea
Modelul exponential alabil in polarizare directa v 0 i S v n ( e 1) S curent de saturatie (~ na-pa) K q K - constanta lui Boltzmann q sarcina electrica elementara (a unui electron) temperature in grade Kelvin (temperatura absoluta) 25m (aprox 20 O C) tensiune termica n=2 diode discrete n=1 diode integrate
i S v n ( e 1) Modelul exponential alabil in polarizare directa v 0 i S e v n ensiune de prag P 0,5 0,6
Exemplificare este o dioda redresoare discreta, 1N400x, S =14nA, n=2 Considerând o cadere de tensiune pe diode in conductie v 0,7 rezulta valoarea curentului prin dioda: i 700 14 9 225 10 ( e 1) 16.8mA
Analiza circuitelor cu diode Care este punctul static de functioanare al? =? =? S R e n Ecuaţie transcendentă R S e n ouă metode aproximative de rezolvare: 1. Metoda grafică 2. Metoda analitică (aproximări succesive)
Metoda grafică Ecuatia dreptei de sarcina: R Ecuatia diodei: S e n
Metoda grafică Efectul rezistentei asupra PSF (punct static de functionare)
Metoda analitică simplificata Se consideră valoarea tensiunii pe dioda =0,7 şi se determină curentul prin diodă folosind ecuaţia dreptei de sarcină. 0, 7 R
Exemplificare =9, R=0,5K a) Care este punctul static de functionare al? 0,6 Consideram R (c) 0,7 caderea de tensiune pedioda in conductie 9 0,7 16,6mA 0,5 Q(0,7; 16,6mA)
Metoda analitică iterativă FACULA 1. Se consideră o valoare iniţială a tensiunii pe diodă, de ex. (0) =0,7 şi se determină curentul prin diodă (0) folosind ecuaţia dreptei de sarcină. ( (0), (0) ) soluţia initiala 2. Cu valoarea (0) se calculează tensiunea pe diodă din ecuaţia diodei (1), apoi curentul (1) din ecuaţia dreptei de sarcină. ( (1), (1) ) soluţia dupa prima iteraţie acă este necesară o precizie mai bună se mai efectuează alte interaţii. n analiza manuala, rapida se utilizeaza in general solutia initiala!
Exemplificare FACULA Consideram =3, R=0,5K, este 1N400x cu S =14nA si n=2. Care este punctul static de functioanare al? Analiza simplificata, de ordinul unu: 0,6 Consideram R (C) 0,7 caderea 3 0, 7 0, 5 de tensiune pedioda in conductie 4, 6mA Q( 0, 7, 4, 6mA )
0.7 (0) 0.635 14nA 4.6mA ln 0.025 2 ln (0) (1) S n 4.73mA 0.5 0.635 3 (1) (1) R R S n ln 4.6 0.5 0.7 3 (0) ma 0.637 14nA 4.73mA ln 0.025 2 ln (1) (2) S n 4.726mA 0.5 0.637 3 (2) (2) R Analiza iterativa: 4.726mA) Q(0.637, FACULA
ependenţa de temperatură i S e v n S, - depind direct de temperatura La curent constant, la o creştere a temperaturii cu 1 0 C, tensiunea pe diodă scade cu 2m coeficient termic negativ C 2m/ Ο C v ( 2 ) v ( 1 ) C ( 2 1 ) cst
Parametrii diodei Parametrii se definesc in punctul static de functionare (PSF) Parametrii statici se definesc in regim static (c.c.) Parametrii diferenţiali se definesc in regim variabil de semnal mic (parametrii de semnal mic)
Parametrii statici r g 1 r Q rezistenţa statică a diodei conductanţa statică a diodei Exemplu: Q 1 (0,7; 16,8mA) Q 2 (0,65; 2,3mA) r 1 r 2 0,7 42 16,8 0,65 283 2,3 g 1 =24mS g 2 =3,5mS Cu cresterea curentului, dioda este in conductie mai puternica, asadar rezistenta statica este mai redusa.
Parametrii diferenţiali (de semnal mic) Un semnal variabil mic este suprapus peste marimile de cc v (t)= +v d (t) i (t)= +i d (t) FACULA Rezistenta diferentiala: r d v i d d Q r d r d n v i Q Aproximarea de semnal mic: regiune liniară in jurul lui Q
nterpretarea r şi r d FACULA Modelarea diodei in PSF curent continuu semnal mic (variatii)
Exemplificare FACULA v i a) Care este circuitul echivalent in curent continuu? b) Considerand Q(0,64; 4,7mA), ce valoare are rezistenta statica? c) Ce valoare are rezistenta de semnal mic in Q? d) Care este circuitul echivalent pentru variatii? e) Cum arata cronogramele v (t), si i (t)?
LE - Light-Emitting iode iodă emițătoare de lumină A i v K principial se comportă ca o diodă obișnuită 1,5-2,5 - caderea de tensiune in conductie cand este in conductie LE-ul emite radiatii luminoase: rosu, galben, verde, albastru, alb (infrarosu telecomanda) tipic 5mA - 20mA prin LE Currentul prin LE?
Extras din foaia de catalog (datasheet) 20/10
Electromagnetic Spectrum c f ; c 310 8 m/s
Problema La intrarea unui circuit tensiunea poate lua trei valori, +5, 0, respectiv -5. Cum se poate semnaliza care este valoarea tensiunii de intrare utilizand 2 LE-uri? Curentul prin fiecare LE in conductie va fi de 10mA 0 - nici un led aprins +5 - LE verde aprins -5 - LE rosu aprins