Modelagem do comportamento do diodo real

Em alta frequência, isso representa a tensão de entrada e a corrente em um circuito simples com um resistor e um diodo.

Gráficos do Mathematica

O comportamento que vejo é que o diodo permanece com polarização direta por mais tempo do que um diodo ideal, mas assim que volta ao normal, talvez exponencialmente em um tempo muito baixo, sem mudanças de fase.

Eu tenho tentado (macro) modelar esse comportamento particular do diodo real usando um diodo ideal e outros componentes (capacitor, resistência, indutor), mas até agora, falhando miseravelmente

A pergunta curta é: o que eu poderia adicionar à caixa preta de um diodo ideal para que ele se comporte dessa maneira?

Eu apreciaria, se você sugerisse algo, saber como você pensou sobre isso, uma vez que o aprendizado é o único objetivo desta pergunta.

Muito obrigado

diodes

— Rojo
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Dê uma olhada na equação de Shockley para o diodo ideal e as várias adições a ele. A página de diodo Wiki é um bom ponto de partida e, em seguida, siga-a com a página Modelagem de Diodo

— Oli Glaser

Eu não entendo O rastreamento que você está nos mostrando vem de um simulador, certo? Portanto, por definição, você já tem um modelo para o comportamento do diodo. Eu acho que você aprenderia muito mais estudando esse modelo do que construindo seu próprio modelo ad-hoc.

— Dave Tweed

@DaveTweed, por um lado, estou interessado na modelagem de diodos reais. Por outro lado, e essa era a mão na qual eu queria me concentrar quando pedi, tomei isso como um exercício: e se eu tivesse um diodo ideal (talvez até o modelo de ordem 0) e quisesse gerar uma resposta como como na imagem, para um determinado conjunto de valores e frequências, adicionando capacitores e componentes básicos? Eu não poderia fazer isso sozinho depois de tentar. Eu estou tentando obter confortável com circuitos com diodos e componentes com memória (indutores, capacitores), então eu pedi para ver como as pessoas pensam sobre essas coisas

— Rojo

O fenômeno que você está vendo é chamado de tempo de recuperação reversa . Olhe para cima e você verá que é devido às portadoras na junção ainda estarem lá quando a tensão reverte. Até que essas transportadoras sejam "esgotadas", o diodo continuará a ser conduzido.

A modelagem é sobre saber quais características realmente importam e ignorar o resto. Se você não fizesse isso, seria a realidade em vez de um modelo, mas também seria muito complexo para implementar.

Na primeira aproximação, suponha que o diodo conduza ao contrário por um período fixo de tempo. Diodos destinados a aplicativos onde isso importa terão o tempo máximo de recuperação reversa listado na folha de dados. Se o objetivo do modelo é garantir que seu circuito ainda funcione, este é um bom modelo, pois representa as piores condições.

Modelos mais precisos levam em conta a corrente imediatamente antes da inversão de tensão e examinam a carga total vazada para trás. Existem equações sofisticadas para tudo o que você precisará procurá-las em textos de física de semicondutores, se desejar esse nível de detalhe.

— Olin Lathrop
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Obrigado +1. Estarei pesquisando no Google o tempo de recuperação reversa. Além do problema real da modelagem de diodos, supondo que eu "tenha" um diodo ideal e que, com alguns capacitores e indutores, obtenha uma resposta como a da figura, você vê uma maneira simples?

— Rojo

@Rojo: Você está aparentemente perguntando como simular um diodo real a partir de um diodo ideal e de peças adicionais? Isso não faz sentido, pois você só pode ter fisicamente diodos reais. Não consigo pensar em um circuito fácil de adicionar em torno de um diodo para estender seu tempo de recuperação reversa. Use um diodo lento como o 1N4004. São lentos o suficiente para serem basicamente úteis apenas em circuitos de potência de 50 ou 60 Hz. Compare isso com um diodo de sinal 1N4148, que possui recuperação reversa muito mais rápida. Além disso, os diodos Schottky têm recuperação rápida inerente devido a ser uma junção diferente com menos capacidade de armazenamento.

— Olin Lathrop

@Olin Lathrop: Faz sentido para mim, eu acho. Ele está usando algum software de simulação que possui uma implementação de um diodo ideal. Ele deseja adicionar a esse diodo as características não ideais de um diodo real, como capacitância, tempo de recuperação, etc. Sua pergunta é: isso é possível? Existe alguma combinação e configuração de componentes ideais passivos que adicionarão um diodo realista não ideal? Meu palpite é que não.

— BeB00