точки определяется постоянной составляющей тока диода / = 20/(10 • 10) = 2 мА. Прямое дифференциальное сопротивление диода находим по формуле Гд„ф.„р = кТ/{е1) = = 26-10-/(2-10-)= 13 Ом. Поэтому

Рис. 1.10

иьи = 3 • 13/(13 + 10-10) = 3,9 мВ.

/1.1Дана цепь, изображенная на рис. 1.11, а. Определить знаЕ!ие и форму выходного напряжения t/j. предполагая, что диод представляет собой идеальный вентиль. ВАХ диода и его эквивалентная схема изображены на рис. 1.11, б, в соответственно.

Решение

При положительной полуволне подводимого напряжения на диод подается прямое напряжение, при отрицательной - обратное. Представляя диод в качестве идеального вентиля, изобразим эквивалентные схемы цепи для положительной (рис. 1.11, г) и отрицательной (рис. 1.11, д) полуволн подводимого напряжения.

При положительном входном напряжении выходное напряжение U2 = Ui; при отрицательном напряжении на диоде ток диода, а следовательно, ток и напряжение на резисторе равны нулю. Графики входного и выходного напряжений показаны на рис. 1.11, е, ж.

В действительности выходное напряжение должно быть несколько меньше (69 или 69,5 В), так как имеется падение напряжения на диоде. Поскольку это напряжение мало, им можно

tl,=70sina>t,B R,4kOm а)

пренебречь. Однако его следзет учитывать при малых подводимых напряжениях. Если, например, t/, = + 2 В, то, согласно схеме, выходное напряжение тоже должно быть равно 2 В. В действительности выходное напряжение с учетом падения напряжения на диоде будет равно около 1,3 В для кремниевого диода или 1,7 В для германиевого диода.

1.16. Диод представлен моделью для большого сигнала (рис. 1.12, а) и имеет ВАХ, изображенную на рис. 1.12, б.

-о +

-о- -i-i

1 \ L

-z -t В J г s и

Puc. 1.12

Определить ток в цепи, показанной на рис. 1.12, е. Сравнить результат с ответом, полученным в задаче 1.11. Считать, что диод кремниевый.

Решение

По второму закону Кирхгофа для контура на рис. 1.12, в -5+1000/д + 0,7+С/д = 0.

Из этого выражения следует, что на идеальном вентиле и на резисторе должно падать напряжение 4,3 В. Так как, согласно указанной полярности, вентиль смещен в прямом направлении, то падение напряжения на нем отсутствует (17д = 0). Следовательно, напряжение 4,3 В падает только на резисторе. По закону Ома, ток диода /д = 4,3/10 А = 4,3 мА.

1.17. Рассчитать пррстейшую схему выпрямителя без сглаживающего фильтра для выпрямления синусоидального напряжения с действующим значением U = 700 В, используя диоды типа Д226Б.

Решение

Определим амплитудное значение синусоидального напряжения; t/„ = l7 = j/-700« 1000 В. Это напряжение в простейшей схеме вьшрямления будет обратным. Так как Up у диодов Д226Б при максимальной рабочей температуре составляет 300 в, то для вьшрямления необходимо применить цепочку последовательно соединенных диодов. Но из-за больших разбросов обратных сопротивлений диодов (обратные сопро-

ши. Г~

>ДОВ ©

и = 1-

тивления диодов одного и того же типа могут отличаться в несколько раз) диоды необходимо шунтировать резисторами Необходимое число диодов и определим по формуле

= С/ш/ССнСобртах), ГДС /с„ - КОэф-

фициент нагрузки по напряжению (может принимать значения от 0,5 до 0,8). Пусть к„ = 0,7, тогда

,1 = 1000/(0,7-300) = 4,76.

Возьмем и = 5.

Значения сопротивлений шунтирующих резисторов определим по формуле

1)обртах

где коэффициент 1,1 учитыв.чет 10%-ный разброс сопротивлений применяемых резисторов; /обрmax - обратный ток при максимально допустимой температуре.

Из справочника находим, что /обртах = 300 мкА. Тогда, подставляя числовые значения величин в формулу для R, получаем

5-300- 1,1-1000 -(5-1)-300.10---

Возьмем i?ui = 300 кОм.

Следовательно, схема выпрямителя имеет вид, показанный на рис. 1.13.

1.18. Составить и рассчитать выпрямительную цепь, позволяющую получхггь вьшрямленный ток 1 - 400 мА, если используются диоды Д226.

Решение

Так как требуемый выпрямленный ток превышает максимально допустимое значение тока одного диода (при максимальной температуре /выпртах = 200 мА), то необходимо несколько диодов соединить параллельно. Ввиду возможного разброса прямых сопротивлений диодов (диоды одного типа могут иметь разброс прямых сопротивлений порядка десятков процентов) для вьфавнивания токов, протекающих через диоды, необходимо последовательно с диодами включать добавочные резисторы.