Моделирование схемы график вах диода онлайн

В этом примере показана ВАХ диода . С резистором I (ток) и V (напряжение) пропорциональны (по закону Ома). В случае диода I и V имеют экспоненциальную зависимость. Внизу слева напряжение отображается зеленым цветом, а ток - желтым. В правом нижнем углу находится график зависимости тока от напряжения (кривая I / V).

Эта страница представляет собой утилиту для того чтобы смоделировать график вах диода онлайн при заданных начальных значениях.

График ВАХ диода (вольт-амперная характеристика) — это просто график, который показывает, как через диод течёт ток при разном напряжении.

Если совсем просто:

• По горизонтали — напряжение (U)

• По вертикали — ток (I)

 Что происходит на графике:

1. Прямое включение (вперёд)

Когда диод подключён «правильно»:

• Сначала ток почти не течёт

• Потом есть «порог» (примерно 0.6–0.7 В для кремниевых диодов)

• После этого ток резко растёт

 То есть диод начинает хорошо проводить ток только после определённого напряжения.

2. Обратное включение (назад)

Когда диод подключён наоборот:

• Ток почти не течёт вообще

• Есть только очень маленькая утечка

 Диод как будто «закрыт»

3. Пробой (если напряжение слишком большое)

• Если сильно увеличить обратное напряжение

• Диод может «пробиться»

• Ток резко пойдёт (и диод может сломаться)

 Простая аналогия:

Диод — это как клапан:

• В одну сторону пропускает (но не сразу)

• В другую — почти не пропускает

 Итог:

ВАХ диода показывает:

• где он закрыт

• где начинает проводить

• где может сломаться

Для практических целей режимы работы диода должны быть описаны величинами и характеристиками, задаваемыми и измеряемыми с помощью внешних источников и приборов. Такими величинами являются напряжение UH и ток IH накала, напряжение Ua и ток Ia анода, а также геометрические параметры электродов.

Основной практической характеристикой работы диода является вольт–амперная характеристика (ВАХ) — зависимость тока анода от напряжения анод–катод Ia=f(Ua). 

Поскольку конкретный вид ВАХ зависит от величины тока накала, то работа диода описывается семейством ВАХ  .

На рис.  изображено семейство и одиночная ВАХ диода. Режим отрицательного анодного напряжения (I) называется режимом задерживающего потенциала. 

В первом приближении можно считать, что в этой области зависимость тока от напряжения носит экспоненциальный характер

 ,

и определяется максвелловским распределением электронов по скоростям. Этот режим используется в лабораторной работе 2.3.

Режим «закона трех вторых» - область II.

В режиме «трех вторых» в соответствии с формулой Богуславского–Ленгмюра зависимость плотности тока на катоде от напряжения анода ($U_a>0$) имеет вид:
для плоских электродов (формула Чайлда–Ленгмюра, вывод формулы задача 3.32 из Сборник задач по электродинамике Батыгин В.В., Топтыгин И.Н., РХД, 2002.)

Можно считать, что в этой области зависимость плотности анодного тока от анодного напряжения описывается формулой

Области режимов I и II разделены областью переходного режима I', в которой влияние контактной разности потенциалов и потенциального барьера в диодном зазоре, возникающего за счет начальных тепловых скоростей электронов (при нулевом внешнем напряжении катод–анод), приводят к отклонениям от расчетных формул.

Режим эффекта Шоттки (область III) также отделен от режима трех вторых переходной областью II', в которой проявляется неоднородность температуры и работы выхода по поверхности катода.

В области III анодный ток равен току эмиссии Ia=Iem и его зависимость от анодного напряжения (от напряженности поля вблизи катода) описывается формулой

.