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回路内のダイオードの動作を分析する場合、ダイオードを流れる電流とダイオードにかかる電圧の関係は、特に直流 (DC) バイアス電圧の影響を考慮するときに特に重要です。この DC バイアスを適用すると、ダイオードの動作点 (Q ポイントと呼ばれる) に影響が及び、その付近でダイオードの電流電圧 (I-V) 特性は指数関数的な動作を示します。このバイアスに加えて、時間とともに変化する小さな信号を導入すると、この Q ポイント付近の変動に対するダイオードの応答を調べるのに役立ちます。

Figure 1

この追加信号電圧の振幅がダイオードの熱電圧 (V_T) よりもかなり小さいままである場合、ダイオードの応答は、特性曲線の短い部分で線形として近似できます。小信号近似と呼ばれるこのシナリオは、複雑な指数関係をより扱いやすい線形関係に簡略化し、総瞬間ダイオード電流 (i_D) を一定のバイアス電流 i_D(DC) と変化する信号電流 i_D(AC) の両方の合計として見ることができるようにします。

Equation 1

信号電流を信号電圧に結び付ける尺度は、コンダクタンスで表され、mho で測定され、ダイオード小信号コンダクタンスと呼ばれます。これは、Q ポイントでの I-V 曲線の接線の傾きです。逆に、ダイオードの小信号または増分抵抗 (r_d) は、コンダクタンスの逆数です。これは、電流の小さな変化に対するダイオードの抵抗を測定し、熱電圧をバイアス電流で割って計算されます。

Equation 2

Equation 3

これらのパラメータは、ダイオードを含む回路の設計と解析に重要であり、特に信号の増幅や減衰の正確な制御を必要とするアプリケーションでは重要です。

タグ

Small signal Diode ModelDC Bias VoltageQ PointI V CharacteristicSmall signal ApproximationSmall signal ConductanceSmall signal ResistanceThermal VoltageSignal CurrentSignal VoltageDiode BehaviorCircuit Analysis

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