Как делится напряжение между двумя идеальными диодами с обратным смещением?

Предположим, у нас есть два одинаковых идеальных диода (без сопротивления и падения напряжения). Мы соединяем эти два диода последовательно в одном направлении и смещаем их в обратном направлении с напряжением V. Теперь у нас есть два последовательных идеальных диода с обратным смещением. Других элементов в цепи нет.

Какое значение напряжения в узле между диодами? Можно было бы сказать V/2 из-за симметрии, но любой ответ между 0 и V не может быть опровергнут. Диод с обратным смещением может (в идеале) иметь любое напряжение.

Привет! Добро пожаловать в EE.SE! Я думаю, что ваш вопрос может быть дубликатом этого . Пожалуйста, проверьте это и уточните, если вы спрашиваете что-то еще.
Напряжение больше зависит от емкости диода при некотором смещении, и затем оно становится емкостным делителем, пока утечка не станет делителем сопротивления. Но тогда диод с более высокой емкостью, как правило, имеет более низкое сопротивление утечки, поэтому он может не смещаться в противоположном направлении. Какова постоянная времени дрейфа в центре?
Представьте себе два 1N4148 с 20 нА при Vr = 20 В, но 5 мкА при -75 В и C = 4 пФ при 0 В, но C = 0,1 пФ при -20 В, которые варьируются в логарифмическом масштабе. Каков центральный дрейф T = RC с двумя одинаковыми последовательно перевернутыми при 40 В?
Тем не менее, на самом деле тот, у которого более низкий Rs в прямом направлении, такой как 1N4448, имеет в 10 раз больший ток при 1 В по сравнению с 1N4148, но только 1/2 емкости при 0 В. Итак, если вы поставите 1N4148 последовательно с 1N4448 с обратным напряжением 40 В, каково напряжение в узле и сколько времени потребуется для T? Но у них одинаковая обратная утечка тока.
@Sparky256Sparky256 это не дубликат этого вопроса. Это инженерный вопрос реального мира, и диоды здесь не идеальны. Это абстрактная математическая ситуация, решение которой мне было интересно. Я хотел получить ответ, как у Денниса Эрнста.

Ответы (2)

В случае идеальных диодов вы можете видеть их как открытые переключатели при обратном смещении, так как нет тока утечки и так далее. Так что напряжения в этой точке нет. Он плавает.

Я отредактировал ваш ответ, потому что нам нужно оставить их в сфере науки. Следует избегать добавления эмоционального содержания. Строгие, но понятные предупреждения для тех, кто работает со смертельным напряжением (генераторы перенапряжения, большие высоковольтные конденсаторы и т. д.), допустимы.
Итак, как вы удовлетворяете KVL?
Поскольку идеальный диод с обратным смещением представляет собой разомкнутый ключ, полной схемы нет и КВЛ не применяется.
@TemeV KVL действительно применяется. Соединение диодов плавает, скажем, в вольт. Поэтому КВЛ дает В "=" ( В − в ) + ( в − 0 )
@Chu KVL буквально заявляет: «Направленная сумма разностей потенциалов (напряжений) вокруг любого замкнутого контура равна нулю». (Из Википедии) Когда есть разомкнутый переключатель, замкнутого контура нет. Если бы вы измерили это напряжение между двумя разомкнутыми ключами, какой результат вы бы получили? Что, если вы сначала измерите от V до v, а затем от v до 0, вы получите тот же результат?

Идеальные диоды будут двумя разомкнутыми цепями, поэтому соединение диодов плавает, скажем, случайным образом. в вольт. Поэтому КВЛ дает: В "=" ( В − в ) + ( в − 0 ) , где В - напряжение на последовательном соединении.

Невозможно определить напряжение между двумя разомкнутыми ключами. Напряжение между двумя точками определяется как работа, необходимая на единицу заряда для перемещения пробного заряда между двумя точками. 1 вольт = 1 джоуль (работы) на 1 кулон (заряда). en.wikipedia.org/wiki/Voltage Поскольку пути для перемещения заряда нет (цепь разомкнута), объем работы, необходимой для его перемещения, я думаю, бесконечен. Таким образом, напряжение также будет бесконечным.
@TemeV Интересный момент. Может ли изолированный проводник иметь мгновенное напряжение относительно произвольной точки заземления? Я предполагаю, что проводник может приобрести заряд, и этому заряду потребуется работа, чтобы переместить его на произвольную землю. Следовательно, на нем есть напряжение.
Если есть путь для заряда, то да есть напряжение. В действительности, конечно, всегда так, потому что идеальных изоляторов не существует. Всегда есть некоторый паразитный импеданс, по которому заряд может перемещаться при достаточной работе. Но эта тема про идеальные компоненты.
@TemeV Да, идеальные компоненты, но не обязательно идеальная среда. Случайный идеальный проводник будет приобретать шумовые сигналы.
Нет смысла предполагать идеальные компоненты, если среда также не считается идеальной.
@TemeV Также нет смысла спрашивать о неидеальности схем, но требовать, чтобы мы использовали идеальные компоненты. (пример: что произойдет, если я подключу два источника напряжения параллельно. Только идеальные компоненты !!!) Конечно, у плавающего проводника есть напряжение относительно земли. Это связано с зарядом проводника и его емкостью. Вы слишком узко мыслите в своем первом комментарии. Конечно, есть путь, чтобы получить заряд там. Вы можете перемещать электрон через воздух, вакуум или любую другую среду, в которой находится эта схема.
@ Мэтт, я думаю, это вопрос мнения. На мой взгляд, если кто-то спрашивает об идеальных компонентах, вся среда также считается идеальной, если не указано иное. В идеальном изоляторе электроны не движутся, иначе как бы он был идеальным. «Также нет смысла спрашивать о неидеальности схем, но требовать, чтобы мы использовали идеальные компоненты». Да смысла нет, и я не вижу, чтобы кто-то этим занимался. Ответ на исходный вопрос заключается в том, что напряжение не может быть определено. Любая попытка определить напряжение требует наличия неидеальности, но это не то, о чем спрашивали.
Хороший ответ не всегда должен быть числом. Например, ответ на вопрос об идеальных параллельных источниках напряжения состоит в том, что «его нельзя определить». Это был хороший вопрос? Возможно, нет. Удовлетворит ли ответ спрашивающего? Возможно, нет. Какие неидеальности мы должны принять, чтобы получить какое-то число в качестве ответа? Ну, на это должен ответить тот, кто задал первоначальный вопрос. Был ли смысл спрашивать об этом? Ответ и последующее обсуждение, вероятно, просветили спрашивающего, так что да, в этом был смысл.
@TemeV Я думаю, что ответ на этот вопрос будет в значительной степени зависеть от предположений, которые входят в идеальные модели, и от того, как мы решили их интерпретировать. Является ли значение в этом узле неопределенным? Или он может принимать любое значение, которое не приводит к прямому смещению диодов? Если вы говорите об идеальных элементах схемы, я думаю, вы должны отбросить любые аргументы, основанные на физике, поскольку они моделируют реальность, а идеальные элементы схемы явно от нее отходят. Вот почему я думаю, что лучше ответить на заданный вопрос, но добавить ответ, который немного больше основан на реальности.
@Matt Ну, моя первая мысль на самом деле заключалась в том, что вы должны выбросить KVL, потому что цикл не замкнут. Это было в комментариях к другому ответу. Я согласен добавить немного реальности. Ответ Sparky256 верен для исходного вопроса, но в образовательных целях полезно дополнить ответ схемой, которая имеет немного больше реальности. Но тогда вы должны указать, какие части реальности вы добавили. Например, вы должны определить, что изоляторы неидеальны, чтобы заставить КВЛ работать, как в ответе Чу.
Это обсуждение, кстати, уходит от темы, может быть, это должно быть перенесено в мету.
Как делится напряжение между двумя идеальными диодами с обратным смещением?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v