Чем различаются модели диода для большого и малого сигналов?

При использовании активных элементов различают режимы малого и большого сигналов. В режиме малого сигнала, когда амплитуда колебаний достаточно мала, активные элементы можно считать линейными, а в режиме большого сигнала - нелинейными. В соответствии с этим различают модели малого и большого сигнала.

Рис.1

Модели малого сигнала обычно базируются на теории линейного четырехполюсника, представленного на рис.1. Различные формы уравнений линейного четырехполюсника приведены в табл.1. Такой четырехполюсник представляет собой активную цепь, имеющую четыре внешних вывода - полюса (два входных - 1-1' и два выходных - 2-2'), которыми она присоединяется к источникам или узлам остальной части цепи. Процессы в четырехполюснике исследуют по отношению к внешним полюсам путем установления соотношений между входными и выходными напряжениями и токами. При этом одну пару из указанных четырех переменных принимают за воздействие, а другую пару - за реакции. Коэффициенты, входящие в уравнения четцрехполюсника, называются параметрами активного элемента в линейном режиме.

Модели большого сигнала основываются на вольтамперных характеристиках нелинейного активного элемента. Для описания нелинейного элемента выбирают отдельные наиболее характерные точки вольтамперных характеристик и приписывают им особые обозначения, которые называют параметрами активного элемента в нелинейном режиме.

Вольтамперные характеристики активных элементов. Свойства активных элементов в линейном и нелинейном режимах наглядно проявляются на их вольтамперных характеристиках. Исследуя вольтамперные характеристики, можно выявить участки с положительными и отрицательными дифференциальными сопротивлениями, области насыщения или отсечки, определить предельно допустимые значения токов и напряжений, при которых возникает пробой элемента.

Вольтамперные характеристики полупроводниковых диодов отличаются большим разнообразием. Диод является двухполюсным элементом и откосится к числу неуправляемых приборов. На рис.2 приведены типичные вольтамперные характеристики различных типов диодов. На рис.2,а приведена вольтамперная характеристика кремниевого выпрямительного диода, на которой можно выделить прямую и обратную ветви. Прямая ветвь характеризуется прямым постоянным напряжением при заданном значении прямого тока , а обратная ветвь обратным постоянным напряжением при заданном значении обратного тока диода.

На рис.2,б приведена вольтамперная характеристика туннельного диода, на которой можно выделить участок, содержащий пик и впадину. Между пиком и впадиной имеется область отрицательного дифференциального сопротивления диода, где увеличению напряжения на диоде соответствует уменьшение его тока. Характерными значениями вольтамперной характеристики является ток и напряжение пика, ток и напряжение впадины.

Рис.2

На рис.2,в приведена вольтамперная характеристика стабилитрона, на котором можно выделить участок, соответствующий стабилизации напряжения при изменении тока через диод. Характерными значениями вольтамперной характеристики стабилитрона является напряжение и ток стабилизации.

Уравнения линейного четырехполюсника

Таблица 1.

Система параметров	Уравнения четырехполюсника
[У]
[Z]
[H]
[G]

На рис.2.г приведена вольтамперная характеристика динистора, на которой можно выделить участки, соответствующих закрытому и открытому состоянию динистора. Включение динистора происходит при напряжении отпирания, которому соответствует ток . После включения напряжение на динисторе резко уменьшается и достигает значения при токе открытого динистора . Обратная ветвь вольтамперной характеристики динистора характеризуется допустимым обратным напряжением при токе .

Дата добавления: 2015-06-04