آموزش جامع الکترونیک؛ دیود و مدارات دیودی با مهندس زوارقی؛ جلسه 1

سلام و احترام خدمت شما دوستان عزیزم. امیدوارم حالتون عالی باشه مثل هوای بهاری این روزها. رسیدیم به فصل سوم الکترونیک یعنی دیود و مدارات دیودی. در همین شروع این موضوع را یادآوری کنم که این فصل از مهم ترین فصول الکترونیک است و جزو منابع پر سوال امتحانی. از این رو ما سعی کردیم توی این سری آموزشها براتون تمرین و مثالهای متنوعی را قرار بدیم تا تمام ابهامات دو فصل قبلی اینجا براتون رفع بشه. پس تا پایان این آموزش ها همراه ما باشید.

در این فصل به برسی و تجزیه و تحلیل مدار های دیودی می پردازیم. ابتدا روش های تحلیل دیود و مدار های دیودی را معرفی می کنیم و در ادامه سعی می کنیم مدارهای کاربردی تر را برسی و تجزیه و تحلیل کنیم.

فرض کنید یک مدار که شامل یک دیود باشد مطابق شکل زیر داشته باشیم:

در مدار بالا V_th و R_th معلوم و i_D ,V_D مجهول است و باید آنها را به دست آوریم.

با نوشتن یک KVL در مدار داریم: 

معادله خط بار

تا اینجا یک رابطه و دو مجهول داریم. اما از قبل می دانیم که رابطه ولتاژ و جریان دیود به صورت زیر است:الان دو رابطه و دو مجهول داریم و می توان با استفاده از این دو رابطه مجهولات مساله را بدست آورد. در روش ترسیمی این دو رابطه در صفحه ی v_D – i_D 

رسم می شوند و نقطه تقاطع آنها نقطه کار Q(I_{DQ ,} V_DQ) می باشد مطابق شکل روبرو:

دو مدل برای دیود در نظر گرفته می شود:     1- مدل ایده آل         2- مدل خطی پاره ای

1- مدل ایده آل: ساده ترین روش تحلیل یک مدار دیودی این است که دیود ایده آل در نظر گرفته شود و تحلیل انجام شود.

مدل ایده آل دیود به این صورت است که در بایاس مستقیم، دیود به صرت یک سیم (اتصال کوتاه) و در بایاس معکوس، قطع (مدار باز) در نظر گرفته می شود. مطابق شکل رو به رو:

در حقیقت در مدل ایده آل دیود، دربایس مستقیم ولتاژ آستانه ی هدایت و مقاومت دینامیکی دیود صفر و در بایاس معکوس مقاومت ∞ و جریان اشباع معکوس صفر فرض می شود.

2- مدل خطی پاره ای: در این مدل مشخصه ی دیود توسط دو خط مطابق شکل رو به رو تقریب زده می شود.

در این مدل برای V_D > V_ϒ که دیود در حالت هدایت قرار می گیرد، مقاومت آن برابر  R_f بوده که مقدار کوچکی در حد 20تا 30 اهم است و برای V_D < V_ϒ دیود با یک مقاومت R_f مدل می شود که R_r بسیار بزرگ بوده و مقدار آن در حد چند صد کیلو اهم و مگا اهم است و می توان گفت که در این حالت دیود قطع است.

برای مدل خطی پاره ای می توان مطابق شکل زیر برای دیود مدار معادل در نظر گرفت:

مدل حطی پاره ای را با استفاده از رابطه هم می توان نشان داد:

نکته: V_ϒ1 کمی از V_ϒ

کوچکتر است. ولی بطور کلی با تقریب خوبی V _{ϒ1 ≅} V_ϒ.

مثال: در مدار شکل زیر جریان و ولتاژ دیود را برای دو حالت زیر به دست آورید.

الف_ با فرض اینکه دیود ایده آل باشد.

ب_ با فرض اینکه دیود دارای مدل خطی پاره ای با پارامترهای زیر باشد:

R_f = 0.05 k ,  R_r = 500 k  ,   V_ϒ =0/6

نوشتن جواب این تمرین شاید اینجا زیاد جالب نباشد، پس برای دیدن جواب این تمرین حتما به ویدئوی این جلسه از این لینک مراجعه کنید. برای تهیه جزوه این جلسه هم می تونید به این آدرس مراجعه کنید. این هم از اولین جلسه ی فصل سوم، حتما در جلسات بعدی هم همراه ما باشید چون قرار کلی تمرین در این مورد با هم حل کنیم.

لطفا با نوشتن کامنت و نظرات مفید، ما را در ادامه ی مسیر همراهی فرمایید.

تا آموزش بعدی 

موفق باشید