Пример 3. Экспоненциальный диод

Пример 2. Идеальный источник тока

Идеальным источником токаназывают воображаемый активный элемент, сила тока которого не меняется при изменении напряжения в конечных пределах.

Такой идеальный источник есть простейшее описание реальных источников (генераторов), у которых сила вырабатываемого тока слабо меняется при изменении напряжения. Таковы большинство источников сигналов в радиоаппаратуре.

Простейший пример источника тока – электрофорная машина в физическом кабинете.

Обозначение идеальных источников тока особое:

u
i

 


В этом обозначении направление тока, вырабатываемого источником, обозначено двойной стрелкой.

Вольт-амперная характеристика источника тока при принятых направлениях отсчета есть горизонтальная прямая, находящаяся в 3-м и 4-м квадрантах координатной плоскости u – i.

u
i
p>0
p<0

 


Та часть ВАХ, что находится в 3-м квадранте, соответствует случаю, когда p > 0 и элемент является нагрузкой.

Соответственно часть ВАХ в 4-м квадранте описывает элемент как источник.

Дифференциальные параметры данного источника:

 

Подавленный источник тока есть изолятор, т.к. это элемент без тока.

Рассмотрим ещё один пример нелинейного резистора, только пассивного.

 

 

При изучении полупроводниковых диодов германский ученый Вальтер Шотки установил, что в первом приближении их вольт-амперные характеристики могут описываться экспоненциальной зависимостью.

 

u
i
I0
При этом график ВАХ диодов

 

Эти формула и график выделяют свойственный диодам факт односторонней проводимости, когда при одной полярности напряжения сила тока элемента оказывается значительно больше, чем при другой.

Крутизна ВАХ такого воображаемого элемента:

 

В этих формулах I0 – так называемый обратный ток, k- относительная скорость роста прямого тока.

Если представить, что могут быть элементы с односторонней проводимостью, которые пропускают ток только в одном направлении, приходим к модели нединейного резистора под названием идеальный вентиль.

 

График ВАХ идеального вентиля:

 

u
i
т.е. i º 0 при u<0, u º 0 при i>0.

 


Такой элемент является проводником при u º 0 и изолятором при u < 0.

Обозначение идеального вентиля на схеме:

 

 

 


Здесь треугольником показано направление пропускаемого тока.