[ELEKTRONIKA] Egy soros ellenállás és dióda áramát hogyan számíthatom ki?

"a bemeneti feszből kivontam a diódán eső feszültséget"

Eddig jó.

De a diódának is van ellenállása, amit a áram-feszültség görbe 0,6V utáni szakaszának a meredekségéből lehet kiszámítani.

„De a diódának is van ellenállása, amit a áram-feszültség görbe 0,6V utáni szakaszának a meredekségéből lehet kiszámítani.”

Ha a tápfeszültségből kivonta a diódán eső feszültséget, akkor nem kell a dióda ellenállását figyelembe venni. A jelleggörbe meredekségéből a dióda dinamikus belső ellenállása határozható meg, itt egyenáramról van szó, ide a statikus belső ellenállás kellene, amelynek nincs köze a jelleggörbe meredekségéhez. Egyébként az áram ismerete nélkül pontosan egyiket sem lehet meghatározni. Mindkettő függ a diódán folyó áramtól, a jelleggörbe nem egyenes, ezért pontról pontra változnak.

Kiszámítani elvileg így lehetne: IF=(Ut–UF)/R

Viszont IF nem lineárisan függ UF-től és ennek az összefüggésnek az egyenletét nem ismerjük. UF-et akkor tudnánk meghatározni, ha ismernénk IF-et, de éppen ezt keressük. Ezért kiszámítani gyakorlatilag nem lehet. Ezenkívül még azonos típusú diódák jelleggörbéi is eltérnek egymástól. Megszerkeszteni lehet. A dióda jelleggörbéjébe berajzolod a tápfeszültség, mint feszültséggenerátor és a vele sorosan kapcsolt ellenállás jelleggörbéjét, úgy, hogy gondolatban kiveszed a diódát. Két pont határozható meg, melyeket egy egyenes, a munkaegyenes köt össze. Terhelés nélkül a dióda helyén a tápfeszültség van jelen, az áram nulla, ez a munkaegyenes egyik pontja. A dióda helyét rövidrezárva a feszültség nulla az áram pedig Ut/R értékű lesz, ez a munkaegyenes másik pontja. A munkaegyenes és a dióda jelleggörbéjének metszéspontja adja a munkapontot. Ebben a pontban leolvasod a nyitóirányú feszültséget és áramot.

Ha mérésről van szó, akkor jól gondolkodtál. Megméred a diódán eső feszültséget, azt levonod a tápfeszültségből és elosztod az ellenállással. Ennek így jónak kellene lenni. A probléma talán ott lehet, hogy az a 0,6 V, amivel számoltál, egy „átlagos” érték, de a valóságban az áramtól is függően kisebb diódáknál általában 0,6…0,8 V lehet. Ezért kellene megmérni.

#3

Hadd hivatkozzak független forrásra:

[link] Az "Űzemi helyettesítő kép." bekezdést kell nézni.

A dióda jó közelítésű helyettesítője egy feszültséggenerátor (0,6-0,8V) és egy ellenállás, aminek értéke közelítőleg egyezik a nyitófeszültség utáni görbe meredekségével. Plusz egy ideális dióda, ami megakadályozza, hogy ellenirányú áram folyjon. Ezzel a helyettesítő képpel jó közelítéssel 2 adatból ki lehet számolni az áramkörben folyó áramot, anélkül hogy a dióda jelleggörbéjét, mint bonyolult függvényt használnánk.

4#

Igaz, amit írsz, de a helyettesítő kép csak közelítő számításokra jó. A valóságos dióda jelleggörbéje végig görbe, lineáris áramköri elemekkel csak közelítőleg képezhető le. A nyitás kezdeti szakaszán, ahol a jelleggörbe nagy meredekségű szakasza kezdődik, nagyon pontatlan, a jelleggörbe nagy meredekségű szakaszán már elég jó a közelítés.

A közelítő helyettesítő kapcsolás a dióda adatlapján szereplő jelleggörbéből határozható meg. Az adatlap egy, a típusra jellemző átlagos jelleggörbét tartalmaz. Az viszont könnyen előfordulhat, hogy a mért dióda jelleggörbéje nem „átlagos”, eltér az adatlapon szereplőtől. Így máris előáll a kérdező problémája, hogy a „számítás nem a mért eredményeket hozza”. Persze kérdés, mennyire nem a mért eredményeket hozza? A dióda nyitóirányú feszültségéhez képest nagy tápfeszültségnél az eltérés már jelentéktelen, például 12 V esetén:

IF=(12–0,6)/1=11,4 mA, ha UF=0,6 V

IF=(12–0,7)/1=11,3 mA, ha UF=0,7 V

Ekkora eltérés a legtöbb esetben elfogadható.