11.5 : מידול של מאפייני דיודה קדימה

הבנת ההתנהגות של דיודות כשהן מוטות קדימה היא היבט בסיסי של עיצוב וניתוח מעגלים אלקטרוניים. ניתוח זה משתמש בעיקר בשני מודלים: מודל דיודה אקספוננציאלית ומודל נפילת מתח קבוע. המודל האקספוננציאלי נכנס לפעולה כאשר מתח המקור עולה על 0.5 וולט, דוחף את זרם הדיודה לעלות אקספוננציאלית מעל זרם הרוויה. קשר זה מתואר בצורה גרפית בעקומת מתח זרם (I-V), הממחישה את התגובה הלא ליניארית של הדיודה למתח קדימה מוגבר.

חוק המתח של קירכהוף (KVL) מאפשר גזירת ביטוי מתמטי המתאם את זרם הדיודה, מתח המקור וירידת המתח על פני הדיודה.

נקודת הפעולה של הדיודה, המכונה נקודה Q, מזוהה במפגש קו העומס ועקומת ה-I-V, המציינת את זרם ההפעלה והמתח של הדיודה. לחלופין, מודל נפילת המתח הקבוע מפשט את הניתוח על ידי הנחה של ירידת מתח קבועה על פני הדיודה, בדרך כלל 0.7 וולט עבור דיודות סיליקון. מודל זה מסייע בקביעה מהירה של זרם הדיודה על ידי שילוב המתח הקבוע הזה במשוואת KVL.

כל דגם משרת את מטרתו; המודל האקספוננציאלי מציע ניתוח מפורט המתאים לתכנון מעגל מדויק, בעוד שמודל נפילת המתח הקבוע מספק גישה נגישה לניתוחים בסיסיים ויישומים חינוכיים. הבנת המודלים הללו חיונית לתכנון וניתוח מעגלים אלקטרוניים, המאפשרת למהנדסים לחזות את התנהגות המעגלים במדויק ולהבטיח את האמינות של מכשירים אלקטרוניים.