Modélisation du comportement des diodes réelles

En haute fréquence, cela trace la tension d'entrée et le courant dans un circuit simple avec une résistance et une diode.

Graphiques Mathematica

Le comportement que je vois est que la diode reste polarisée en direct plus longtemps qu'une diode idéale, mais dès qu'elle le fait, elle revient à l'habituelle, peut-être de façon exponentielle en très peu de temps, sans aucun décalage de phase.

J'ai essayé de (macro) modéliser ce comportement particulier de la vraie diode en utilisant une diode idéale et d'autres composants (condensateur, résistance, inductance), mais jusqu'à présent, échouant lamentablement

La question courte est, que pourrais-je ajouter à la boîte noire d'une diode idéale pour qu'elle se comporte de cette façon?

J'apprécierais, si vous venez avec quelque chose, de savoir comment vous avez pensé à cela, car l'apprentissage est le seul but de cette question.

Merci beaucoup

diodes Rojo
la source

Jetez un oeil à l'équation de Shockley pour la diode idéale, et les divers ajouts. La page de diode Wiki est un bon point de départ, puis continuez avec la page sur la modélisation de diode

Oli Glaser

Je ne comprends pas. La trace que vous nous montrez provient d'un simulateur, non? Donc, par définition, vous avez déjà un modèle pour le comportement de la diode. Je pense que vous en apprendrez beaucoup plus en étudiant ce modèle qu'en construisant votre propre modèle ad hoc.

Dave Tweed

@DaveTweed d'une part je m'intéresse à la vraie modélisation des diodes. D'un autre côté, et c'était la main sur laquelle je voulais me concentrer quand j'ai demandé, j'ai pris cela comme un exercice: et si j'avais une diode idéale (peut-être même le modèle de l'ordre 0) et je voulais générer une réponse telle comme celui de l'image, pour un ensemble donné de valeurs et de fréquences, en ajoutant des condensateurs et des composants de base? Je n'ai pas pu le faire moi-même après avoir essayé. J'essaie de me familiariser avec les circuits avec diodes ET les composants avec mémoire (inductances, condensateurs), alors j'ai demandé à voir comment les gens pensent de ces choses

Rojo

Réponses:

Le phénomène que vous voyez s'appelle le temps de récupération inverse . Regardez cela et vous verrez que cela est dû au fait que les transporteurs dans la jonction sont toujours là lorsque la tension s'inverse. Jusqu'à ce que ces porteuses soient "épuisées", la diode continuera à conduire.

La modélisation consiste à savoir quelles caractéristiques comptent réellement et à ignorer les autres. Si vous ne le faisiez pas, ce serait la réalité au lieu d'un modèle, mais ce serait aussi trop complexe à mettre en œuvre.

En première approximation, supposons simplement que la diode conduira en sens inverse pendant une durée fixe. Les diodes destinées aux applications où cela est important auront le temps de récupération inverse maximum indiqué dans la fiche technique. Si le but du modèle est de vouloir vous assurer que votre circuit fonctionne toujours, c'est un bon modèle car il représente les pires conditions.

Des modèles plus précis prennent en compte le courant immédiatement avant l'inversion de tension et examinent la charge totale qui a fui en arrière. Il existe des équations fantaisistes pour tout ce que vous devrez rechercher dans les textes de physique des semi-conducteurs si vous voulez ce niveau de détail.

Olin Lathrop
la source

Merci +1. Je vais googler le temps de récupération inverse. Mis à part le vrai problème de modélisation des diodes, en supposant que je "ai" une diode idéale et que j'aimerais avec quelques condensateurs et inductances obtenir une réponse telle que celle de la figure, voyez-vous un moyen simple?

Rojo

@Rojo: Vous demandez apparemment comment simuler une vraie diode à partir d'une diode idéale et de pièces supplémentaires? Cela n'a aucun sens puisque vous ne pouvez avoir physiquement que de vraies diodes. Je ne peux pas penser à un circuit facile à ajouter autour d'une diode pour prolonger son temps de récupération inverse. Utilisez une diode lente comme la 1N4004. Celles-ci sont suffisamment lentes pour être utiles uniquement dans les circuits de puissance 50 ou 60 Hz. Comparez cela à une diode de signal 1N4148, qui a une récupération inverse beaucoup plus rapide. En outre, les diodes Schottky ont une récupération rapide inhérente en raison de leur jonction différente avec moins de capacité de stockage.

Olin Lathrop

@Olin Lathrop: Cela a du sens pour moi, je pense. Il utilise un logiciel de simulation qui a une implémentation d'une diode idéale. Il veut ajouter à cette diode les caractéristiques non idéales d'une vraie diode, comme la capacité, le temps de récupération, etc. Sa question est, est-ce possible? Y a-t-il une combinaison et une configuration de composants idéaux passifs qui s'ajouteront à une diode non idéale réaliste? Je suppose que non.

BeB00