Расчет электрических цепей с полупроводниковыми диодами.
На практике расчет сложных цепей с нелинейным элементом выполняется по методу Эквивалентного генератора, и в конце получается цепь, соответствующая схеме на рис. 45.
В практических схемах в цепь диода
включается какая-либо нагрузка, например
резистор
(рис. 45 а). Прямой ток проходит тогда,
когда анод имеет положительный потенциал
относительно катода.
Режим диода с нагрузкой называют рабочим
режимом. Если бы диод обладал линейным
сопротивлением, то расчет тока в подобной
схеме не представлял бы затруднений,
так как общее сопротивление цепи равно
сумме сопротивления диода постоянному
току
и сопротивления нагрузочного резистора
.
Но диод обладает нелинейным сопротивлением,
и значение
у него изменяется при изменении тока.
Поэтому расчет тока делают графически.
Задача состоит в следующем: известны
значения Е,
и характеристика диода, требуется
определить ток в цепи I и
напряжение на диоде Uд.
Рисунок 45
Построение нагрузочной прямой
Характеристику диода следует рассматривать как график некоторого уравнения, связывающего величины Iд и Uд. А для сопротивления Rн подобным уравнением является закон Ома для участка Rн:
Итак, имеются два уравнения с двумя неизвестными I и U, причем одно из уравнений дано графически (характеристика нелинейного элемента). Для решения такой системы уравнений надо построить график второго уравнения и найти координаты точки пересечения двух графиков. Для этого рассмотрим все режимы работы нелинейного элемента – от его короткого замыкания, когда его сопротивление равно нулю, до холостого хода, когда цепь разорвана, и ток равен нулю.
При I = 0 (холостой ход) из уравнения получаем: Е − Uд = 0 или Uд = Е, то есть напряжение на нелинейном элементе равно Е, что соответствует точке А (с координатами Е и 0) на рис. 45, б. А если Uд = 0, (короткое замыкание нелинейного элемента, то есть, ток через нелинейный элемент не проходит и не создаёт падение напряжения на нем), то I = E/Rн. откладываем этот ток на оси ординат (точка Б). через точки А и Б проводим прямую, которая называется нагрузочная прямая, так как охватывает все режимы работы нелинейного элемента. Координаты точки D (рабочая точка нелинейного элемента – диода) дают решение поставленной задачи (смотри рисунок 45,б).
Лекция 9 Аналоговые устройства электроники
Аналоговые устройства - это устройства, работающие в аналоговом режиме, то есть используют рабочие характеристики в виде аналитических функций. Рассмотрим работу некоторых таких устройств.
Источники питания электронных устройств. Выпрямители переменного тока и стабилизаторы
Радиоэлектронные устройства требуют для своей работы специальные источники питания (постоянное и невысокое напряжение, ограничение по пульсациям напряжения или тока и др.). Эти источники питания получили название вторичных источников питания. При рассмотрении работы выпрямительного диода (лекция 6) говорилось, что на выходе диода получается пульсирующее напряжение одного знака, то есть ток в нагрузке не будет менять своего направления. Такое выпрямление не эффективно, так как используется в нагрузке одна полуволна входного тока.