Почему диод оказывает большее влияние на характеристики постоянного тока, чем переменного?

1) «Сопротивление» постоянного тока просто$V/I$, что в вашем случае$0.7\cdot2k / (10 - 0.7) = 150\Omega$. Динамическое сопротивление равно$\frac{dV}{dI}$диода, который можно легко найти в техническом описании диода. Вот так, например:

_{(источник: davidbridgen.com )}

Здесь$\frac{dV}{dI}$является обратным наклону линии вокруг$0.7V$точка. Как видите, линия почти вертикальная, поэтому наклон очень большой. Так что обратное очень мало.

2) Напряжение на диоде не$0.01V$. Это$0.7\pm 0.01V$. Но поскольку динамическое сопротивление является производной, постоянная составляющая уходит.

Это не совсем суперпозиция. Суперпозиция работает только в линейных схемах, а диоды нелинейны. Для «включения» диода требуется около 0,7 вольта, но после этого небольшое изменение напряжения приводит к большому изменению тока. Деление постоянного напряжения на постоянный ток ничего вам не говорит. Чтобы получить линейную схему, вы должны сделать такое приближение:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Теперь суперпозиция будет работать. При анализе переменного тока источник постоянного тока 10 В и падение напряжения 0,7 В на диоде исчезают, и остается только 8$\Omega$эквивалентное сопротивление.

Это упрощенная версия распространенной техники работы с нелинейными вещами:

1. Используйте полное нелинейное поведение ("модель большого сигнала"), чтобы найти рабочие условия для постоянного (постоянного) входа. Вот ваше смещение 10 В постоянного тока.

2. Сделайте линеаризующую аппроксимацию ("модель слабого сигнала") вокруг рабочей точки постоянного тока.

3. Вычислите эффект небольшого изменения входного сигнала (AC), используя линейное приближение.

4. Сложите результаты постоянного и переменного тока вместе.

Вы будете часто делать это с транзисторами, так что вы можете освоиться с этим сейчас. :-)

В диоде нелинейная зависимость ток/напряжение определяется уравнением Шокли :

Если$n \approx 1$, линейное приближение:

Нам нужно сопротивление, которое представляет собой напряжение, деленное на ток, поэтому мы переворачиваем дробь вверх дном.$V_T$составляет около 26 мВ при комнатной температуре, поэтому:

Вот график, показывающий, о чем я говорю. Цифры не соответствуют вашей проблеме, но поведение такое же.

Сопротивление переменному току в общей цепи не сильно отличается от сопротивления постоянному току, как показано.

Сопротивление переменному току низкое, измеренное диодом . Резистор 2к это 2к. Точка. По крайней мере, в теоретической области. В реальном мире всегда есть какие-то маленькие ловушки и тому подобное, но я опускаю это до конца.

Почему эффект переменного тока или сопротивление переменного тока диода низкое?

Простой! Диод находится в прямой проводимости для всех напряжений, которые генерирует источник переменного тока. Если источником переменного тока является 2Vpp, оно меняется от +1V сверху по сравнению с низом до -1V сверху по сравнению с низом. Таким образом, при самом положительном пике общее напряжение составляет 11 В, а при самом низком пике общее напряжение составляет 9 В.

В обоих случаях ток течет по цепи по часовой стрелке. Таким образом, единственный эффект, который напряжение переменного тока оказывает на диод, — это небольшое изменение (от 9 до 11 В — это совсем не большой скачок!) в прямом токе. Прямой ток через диод изменяет его прямое напряжение, но незначительно.

Так что, видимо, они рассчитали прямое напряжение при 9В и прямое напряжение при 11В по каким-то неизвестным мне на данный момент данным, и разница между ними составляет 26мВ. Таким образом, единственный эффект, который диод оказывает на составляющую переменного тока, составляет 26 мВ, что дает сопротивление, которое составляет разницу 26 мВpp, что в среднем составляет 13 мВ отклонения от составляющей постоянного тока, которая составляет 0,7 В.

Таким образом, падение постоянного напряжения на диоде составляет 0,7 В постоянного тока, а эффект падения переменного напряжения составляет 13 мВ переменного тока.