Modelado de comportamiento real de diodos

En alta frecuencia, esto traza el voltaje de entrada y la corriente en un circuito simple con una resistencia y un diodo.

Gráficos de Mathematica

El comportamiento que veo es que el diodo permanece polarizado hacia adelante por más tiempo de lo que lo haría un diodo ideal, pero tan pronto como lo hace vuelve a lo habitual, quizás exponencialmente en un tiempo muy bajo, sin cambios de fase.

He estado intentando modelar (macro) ese comportamiento particular del diodo real usando un diodo ideal y otros componentes (condensador, resistencia, inductor), pero hasta ahora, fallando miserablemente

La pregunta corta es, ¿qué podría agregar a la caja negra de un diodo ideal para que se comporte de esa manera?

Le agradecería, en caso de que se le ocurriera algo, saber cómo fue que pensó acerca de esto, ya que aprender es el único propósito de esta pregunta.

Muchas gracias

diodes

— Rojo
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Eche un vistazo a la ecuación de Shockley para el diodo ideal y las diversas adiciones a la misma. La página de diodos Wiki es un buen lugar para comenzar, y luego siga con la página sobre Modelado de diodos

— Oli Glaser

No entiendo. El rastro que nos estás mostrando proviene de un simulador, ¿verdad? Entonces, por definición, ya tiene un modelo para el comportamiento del diodo. Creo que aprenderías mucho más estudiando ese modelo que construyendo tu propio modelo ad-hoc.

— Dave Tweed

@DaveTweed, por un lado, estoy interesado en el modelado de diodos real. Por otro lado, y esta fue la mano en la que quería centrarme cuando pregunté, tomé esto como un ejercicio: ¿qué pasaría si tuviera un diodo ideal (tal vez incluso el modelo de orden 0) y quisiera generar una respuesta tal como el de la imagen, para un conjunto dado de valores y frecuencias, al agregar condensadores y componentes básicos? No pude hacerlo yo mismo después de intentarlo. Estoy tratando de sentirme cómodo con los circuitos con diodos Y componentes con memoria (inductores, condensadores), así que pedí ver cómo la gente piensa acerca de estas cosas

— Rojo

El fenómeno que está viendo se llama tiempo de recuperación inverso . Mire eso y verá que se debe a que los portadores en la unión todavía están allí cuando el voltaje se invierte. Hasta que esos portadores estén "agotados", el diodo continuará conduciendo.

El modelado se trata de saber qué características realmente importan e ignorar el resto. Si no lo hicieras, sería una realidad en lugar de un modelo, pero también sería demasiado complejo de implementar.

En la primera aproximación, simplemente suponga que el diodo conducirá en reversa por un tiempo fijo. Los diodos destinados a aplicaciones en las que esto importa tendrá el tiempo máximo de recuperación inversa indicado en la hoja de datos. Si el propósito del modelo es querer asegurarse de que su circuito aún funcione, este es un buen modelo porque representa las peores condiciones.

Los modelos más precisos tienen en cuenta la corriente inmediatamente antes de la inversión de voltaje y observan la carga total filtrada hacia atrás. Hay ecuaciones elegantes para todo lo que tendrá que buscar en los textos de física de semiconductores si desea este nivel de detalle.

— Olin Lathrop
fuente

Gracias +1. Voy a buscar en Google el tiempo de recuperación inversa. Además del problema real de modelado de diodos, suponiendo que "tengo" un diodo ideal y quisiera que con un par de condensadores e inductores obtengan una respuesta como la de la figura, ¿ve una manera simple?

— Rojo

@Rojo: ¿Al parecer estás preguntando cómo simular un diodo real a partir de un diodo ideal y piezas adicionales? Esto no tiene sentido ya que solo puedes tener diodos reales físicamente. No puedo pensar en un circuito fácil de agregar alrededor de un diodo para extender su tiempo de recuperación inversa. Use un diodo lento como el 1N4004. Esos son lo suficientemente lentos para ser básicamente útiles solo en circuitos de alimentación de 50 o 60 Hz. Compare eso con un diodo de señal 1N4148, que tiene una recuperación inversa mucho más rápida. Además, los diodos Schottky tienen una recuperación rápida inherente debido a que son una unión diferente con menos capacidad de almacenamiento.

— Olin Lathrop

@Olin Lathrop: Creo que tiene sentido para mí. Está utilizando un software de simulación que tiene una implementación de un diodo ideal. Quiere agregar a este diodo las características no ideales de un diodo real, como capacitancia, tiempo de recuperación, etc. Su pregunta es, ¿es esto posible? ¿Existe alguna combinación y configuración de componentes ideales pasivos que se sumen a un diodo realista no ideal? Mi conjetura es no.

— BeB00