Рабочий режим диодов

В практических схемах в цепь диода включается какая-либо нагрузка, на-

пример резистор (рисунок 2, а). 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 R₀и сопротивления

нагрузочного резистора Rн^.Но диод обладает нелинейным сопротивлением, и

значение R0 у него изменяется при изменении тока, поэтому расчет тока делают

графически. Задача состоит в следующем: известны значения E, Rн и характе-

ристика диода, требуется определить ток в цепи и напряжение на диоде.

Характеристику диода следует рассматривать как график некоторого

уравнения, связывающего величины i и и, а для сопротивления Rн подобным

уравнением является закон Ома:

i = u_R / Rн^;

i = (E – u) / Rн. (2)

(1)

Для решения такой системы уравнений надо построить график второго урав-

нения и найти координаты точки пересечения двух графиков. Графиком второго

уравнения является прямая линия, называемая линией нагрузки. Проще всего она

строится по двум точкам на осях координат. Если i = 0 из уравнения (2) получаем:

и = Е, что соответствует точке А на рисунке 2, б. При и = 0 i = E / Rн ⁽точка Б).

Через точки А и Б проводим прямую, которая является линией нагрузки. Коор-

динаты точки Т дают решение поставленной задачи. Следует отметить, что все

остальные точки прямой АБ не соответствуют каким-либо рабочим режимам

диода. Можно строить линию нагрузки по углу ее наклона α, поскольку

Rн ⁼k ctg α. Но это менее удобно, так как надо определять коэффициент k с уче-

том масштабов и находить угол по его котангенсу.

a)

+

–

i

u₁

VD1

Rн

Рисунок 2 – Расчет рабочего режима диода

При построении линии нагрузки для сравнительно малых Rн точка Б ока-

жется за пределами чертежа. В этом случае следует отложить от точки А

влево произвольное напряжение U (рисунок 2, в) и от полученной точки В

отложить ток, равный U / Rн ⁽отрезок ВГ). Прямая, проведенная через точки

А и Г, будет линией нагрузки.