Diodi. (versione del ) Diodo ideale

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1 Dd (ersne del 4-5-) Dd deale Il dd deale è un cmpnene la cu caraersca è defna a ra nel md seguene per (plarzzazne nersa) per (plarzzazne drea) Il dd deale s cmpra cme un crcu aper nella regne nersa ( d nerdzne) cme un crcrcu nella regne drea ( d cnduzne) Il ermnale ps è de and, l ermnale nega è de cad

2 Dd deale Da che la caraersca è suddsa n due regn d funznamen, l anals d un crcu cn dd deal rchede frmulazne d pes sulle cndzn d funznamen erfca delle cndzn d aldà In cascuna regne l cmpramen è lneare, ma la caraersca cmplessa è nn lneare Se l segnale applca al dd è ale da manenere l pun d funznamen sempre all nern d una sla regne l cmpramen è lneare Se l pun d funznamen s spsa da una regne all alra l cmpramen è nn lneare 3 Dd a gunzne I dsps real aen un cmpramen che apprssma quell del dd deale sn chaman genercamene dd Aualmene l md pù cmune per realzzare un dd cnsse nell mpeg d una gunzne pn Per un dd a gunzne le relazn che legan la ensne e le crrene a ermnal sn I S e / T ln T I S (Quese equazn algn al d fur della regne d breakdwn) 4

3 Cura caraersca del dd a gunzne 5 Anals d crcu cn dd a gunzne L anals d crcu cn dd a gunzne rchede la rsluzne d equazn nn lnear Nrmalmene nn è pssble rslere le equazn n frma chusa La sluzne può essere deermnaa per a numerca, ne cas pù semplc, per a grafca Nel cas d crcu cmpless, è pssble enere sluzn accurae sl mpegand prgramm d smulazne crcuale Spess è suffcene una aluazne apprssmaa della sluzne In ques cas s può rcrrere a mdell semplfca del dd (per esemp lnear a ra) 6

4 Esemp B k I S T fa 6 m Deermnare la ensne e la crrene de dd 7 sluzne per a grafca Den essere sddsfae le equazn I I D D I S B e D / D T Il pun ( D, I D ), cè l pun d lar del dd, dee apparenere sa alla cura caraersca del dd, sa alla caraersca del bpl frma dal generare e dal ressre Ques ulma è rappresenaa dalla rea d equazne B che è chamaa rea d carc La rea d carc nerseca gl ass ne pun (, B /) e ( B, ) 8

5 sluzne per a grafca E pssble deermnare per a grafca l pun d lar cercand l nersezne della cura caraersca del dd cn la rea d carc Caraersca del dd I S e / T Pun d lar ea d carc B 9 sluzne per a grafca 9.8 ma Crrene (ma).76 Tensne ()

6 sluzne per apprssmazn successe S scre l equazne del dd esplcand n funzne d S ssusce a l espressne n funzne d frna dall equazne della rea d carc T ln I B S T ln B IS Daa una sma nzale della sluzne (), s può ulzzare l equazne csì enua per aluare apprssmazn successe della sluzne medane la frmula eraa ( n) ( n) B T ln IS Il prcedmen ene arresa quand le arazn d e scendn s d una sgla prefssaa sluzne per apprssmazn successe Per esemp, sceglend cme sma nzale l alre.6, nel cas n esame s ene () =.6 () = () D = 9.4 ma () = 9.83 ma () = () D = 9.83 ma () = ma (3) = (3) D = ma (3) = ma (4) = (4) D = ma (4) = ma (Cn D e s ndcan alr della crrene calcla, a parre dal crrspndene alre d, medane l equazne del dd e l equazne della rea d carc) Spess basan pche erazn per enere sluzn suffcenemene accurae La cnergenza nn è sempre asscuraa (per es. l med fallsce se B <.5-.6 )

7 Mdell espnenzale a spegnmen cmple La crrene I S è d regla ml pccla, qund spess s può renere che la crrene d un dd plarzza nella regne nersa sa pracamene zer In ques cas è pssble apprssmare la caraersca nel md seguene I S e / T per per Ques mdell è ancra nn lneare, qund, n generale, nn cnsene d enere sluzn n frma chusa 3 Mdell a sgla cn ressenza sere L anals d crcu a dd può essere nelmene semplfcaa ulzzand mdell lnear a ra Per esemp s può apprssmare la caraersca del dd cn due semree (una delle qual è rzznale) nel md seguene D per per Quese equazn pssn essere nerpreae medane un crcu equalene frma da un dd deale, un ressre D e un generare cllega n sere I alr d e D dpendn dall nerall d alr della crrene che neressa cnsderare (alr pc:.6-.7, D - ) 4

8 Mdell a sgla e mdell a dd deale Se s può renere che, quand l dd è n cnduzne, la sua ensne sa pracamene csane è pssble meere la ressenza D In quese cndzn le equazn s rducn a per per Il mdell csì enu è de a sgla Anche n ques cas alr pc d sn d.6-.7 In alcune applcazn alr delle ensn n gc pssn essere al per cu è rascurable In ques cas è pssble elmnare l generare e rappresenare l dd cme deale 5 Esemp k 3k 3 4 G G k 6 k 6 Ulzzand l mdell a sgla cn.7, deermnare la ensne d usca per 9 6

9 7 Esemp Ipes : D e D n cnduzne ( D, D ) G G.5mA.48 ma G D G D Nn cmpable cn le pes La sluzne nn è acceable 8 Esemp Ipes : D nerde, D n cnduzne ( D, D ) G.mA.78 G D G D Sluzne acceable

10 addrzzare a sngla semnda Una delle applcazn fndamenal del dd è l crcu raddrzzare, che permee d enere una ensne undreznale a parre da una ensne alernaa Ulzzand l mdell a sgla s ene che per l dd è nerde, qund per l dd è n cnduzne, qund 9 addrzzare a sngla semnda Se l ngress è snusdale l dd cnduce durane le semnde pse e rmane nerde durane le semnde negae

11 addrzzare a dppa semnda I raddrzzar a dppa semnda ( ad nda nera) cnsenn d ulzzare enrambe le semnde della ensne aleraa n ngress Il crcu ulzza pù cmunemene per realzzare un raddrzzare a dppa semnda è l seguene (de anche pne d Graez) Durane cascuna semnda, per >, una delle cpe d dd D -D 3 D -D 4 è n cnduzne menre l alra è nerdea addrzzare a dppa semnda Per > dd D e D 3 sn n cnduzne menre D e D 4 sn nerde Infa s ha: D D3 Inlre n quese cndzn rsula Qund la ensne d usca è D D3 D D4

12 addrzzare a dppa semnda In md analg s può erfcare che < dd D e D 4 sn n cnduzne menre D e D 3 sn nerde Infa n quese cndzn s ha: D D4 D D4 D D3 Qund la ensne d usca è Per < dd sn u nerde e qund la ensne ènulla 3 addrzzare a dppa semnda Se la ensne n ngress è snusdale, l andamen della ensne d usca è l seguene 4

13 5 Lmar Se supera l alre + l dd enra n cnduzne, mpedend a d superare l alre + d d per per 6 Lmar Se s nern ermnal del dd, ques enra n cnduzne quand la ensne d ngress scende al d s d, qund la ensne d usca ene lmaa nferrmene d d per per

14 Lmar Cmbnand crcu preceden è pssble lmare l escursne della ensne n usca sa nferrmene sa superrmene 7 Pra O S rappresena l lell lgc cn una ensne d e l lell cn una ensne psa Se enramb gl ngress sn a lell dd sn nerde e qund l usca è a Se un degl ngress è a lell, l dd crrspndene a n cnduzne prand l usca a Il crcu realzza la funzne O 8

15 Pra AND Se enramb gl ngress sn a lell dd sn nerde, qund l usca è a lell Se un degl ngress è a lell, l dd crrspndene a n cnduzne prand l usca è a lell Il crcu realzza la funzne AND 9 elare d pcc S applca all ngress del crcu una ensne snusdale S assume che l cndensare nzalmene sa scarc Inlre, per semplcà, s assume che l dd sa deale Inzalmene l dd è n cnduzne e, qund l cndensare s carca fn a quand raggunge l alre d pcc M Successamene l cndensare nn può scarcars, perché ques rchederebbe che la crrene D densse negaa Negl san success la ensne d usca rmane csane al alre M e qund l dd rmane nerde 3

16 addrzzare cn capacà d flr In presenza d una ressenza d carc, quand l dd a n nerdzne l cndensare s scarca araers Il dd può enrare n cnduzne quand la ensne d ngress supera la ensne d usca Quand l dd è n cnduzne e l cndensare s carca Quand raggunge l alre M l dd passa n nerdzne e l cndensare s scarca Qund l andamen d a parre dal alre massm è da da ( ) M e / C S assume che alr d e C san dmensna n md che la csane d emp sa ml grande rspe al perd T della ensne d ngress 3 addrzzare cn capacà d flr Qund s può assumere che La arazne della ensne d usca sa ml pccla nell nerall n cu l dd è nerde Il dd cnduca per nerall d emp ml bre rspe a T 3

17 addrzzare cn capacà d flr In quese cndzn La duraa dell nerall n cu l cndensare s scarca s può cnsderare crca uguale a T L andamen d () n ques nerall può essere rappresena medane la relazne apprssmaa ) e / C ( M M C Qund l ampezza r dell scllazne d (dea anche rpple) ale T MT r M M C C 33 addrzzare cn capacà d flr In md analg è pssble raare l cas d un raddrzzare a dppa semnda cn cndensare d flr In ques cas l nerall d emp ra due san n cu () M è par a T/ qund, a parà d cndzn, l rpple è par alla meà d quell del raddrzzare a sngla semnda r MT C 34

18 Clamper S assume che l cndensare nzalmene sa scarc che l dd pssa essere cnsdera deale Inzalmene l dd a n cnduzne e l cndensare s carca fnché la sua ensne raggunge l alre M In segu l cndensare rmane carc n ensne M e l dd è nerde Qund s ha ) ( ) ( M 35 Duplcare d ensne Se nel crcu precedene s nere l dd la ensne d usca del clamper dene ( ) ( ) M Il alre massm d quesa ensne è M Se s cllega un relare d pcc n cascaa al clamper s ene un duplcare d ensne, che frnsce n usca una ensne csane par al dpp dell ampezza della ensne d ngress ) ( M 36

19 addrzzar d precsne Ne crcu raddrzzar cnsdera fnra l ampezza della ensne d usca è rda rspe a quella d ngress a causa delle cadue d ensne de dd Quese cadue d ensne pssn essere rascurabl se le ampezze delle ensn sn eleae (n ques cas dd pssn essere raa cme deal) Per alr pccl delle ensn crcu preceden nn sn ulzzabl (se la ensne d ngress nn è n grad d prare dd n cnduzne) cmunque hann un cmpramen nsddsfacene In ques cas s pssn ulzzare raddrzzar d precsne realzza medane amplfcar peraznal ne cu crcu d rerazne engn nser de dd 37 addrzzar d precsne a sngla semnda Il crcu pù semplce cn cu s può realzzare un raddrzzare d precsne è frma da un amplfcare peraznale e un dd Il crcu csì enu è de anche superdd superdd 38

20 addrzzar d precsne a sngla semnda Per la ensne d usca dell amplfcare peraznale A è psa, qund l dd è n cnduzne (n praca ccrre che sa A e qund /A<<, de A è l guadagn ad anell aper dell amplfcare peraznale) In ques md s frma un anell d rerazne, qund ra gl ngress s ha un crcrcu ruale Fnché l amplfcare peraznale nn enra n saurazne (cè per < sa ) s ha 39 addrzzar d precsne a sngla semnda Per la ensne d usca dell amplfcare peraznale è negaa, qund l dd è nerde In quese cndzn la crrene nella ressenza d carc e qund la ensne d usca sn nulle Da che l anell d rerazne è aper, l amplfcare peraznale a n saurazne negaa Se l segnale d ngress ara ml rapdamene, ques prebbe rappresenare un prblema perche è necessar un cer emp per prare l peraznale dalla saurazne alla regne d funznamen nrmale, qund s ha un rard nella rspsa 4

21 addrzzar d precsne a sngla semnda Una realzzazne alernaa del raddrzzare a una semnda è csua dal seguene crcu, nel quale l amplfcare peraznale nn s ra ma n cndzn d saurazne (fnché > sa + ) 4 addrzzar d precsne a sngla semnda Per la ensne d usca dell peraznale è psa, qund D a n cnduzne In ques md s chude l anell d rerazne e l crcu s cmpra cme un amplfcare nerene Da che l ngress nerene è rualmene a massa, D è nerde Se rsula 4

22 addrzzar d precsne a sngla semnda Per > la ensne d usca dell peraznale dena negaa In quese cndzn a n cnduzne D, chudend l anell d rerazne Da che l ngress nerene è rualmene a massa, la ensne d usca dell peraznale rsula uguale a D cnseguenza D è nerde e qund la ensne d usca è nulla 43 addrzzar d precsne a sngla semnda In md smle s può erfcare che, se cllegamen de due dd engn ner, s ene per per 44

23 45 addrzzare d precsne a dppa semnda Una pssble realzzazne d un raddrzzare d precsne a dppa semnda è rappresenaa dal seguene crcu, csu da un raddrzzare a semnda cllega a un smmare nerene / addrzzare d precsne a dppa semnda La ensne all usca del prm sad è Qund, la ensne all usca del smmare ale ) ( ) ( ) ( ) ( r se se ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( r se se