二极管的模型分析在二极管正极加+VCC电源，二极管负极悬空，此时负极的电压是多少

发表于 2018-3-22 16:01

xukun977 发表于 2018-3-22 15:54
你的问题根源是不知道【电压】这个概念含义，甚至把它和电流概念相混淆！

我去补一下基本知识，谢谢

发表于 2018-3-22 16:02

静待沉淀发表于 2018-3-22 15:46
按照这样的考虑模型，我使用两个相同的PMOS管串联在一起S-D-S-D，就相当于是两个反向的二极管串联在一起 ...

我使用两个相同的PMOS管串联在一起S-D-S-D，就相当于是两个反向的二极管串联在一起

那是相当于两个同向的二极管串联在一起。

发表于 2018-3-22 20:08

静待沉淀发表于 2018-3-22 15:46
按照这样的考虑模型，我使用两个相同的PMOS管串联在一起S-D-S-D，就相当于是两个同向的二极管串联在一起， ...

如果两个“PMOS管”特性完全相同，且“栅源间状态”（这已经涉及到动态元件“电容”）也完全一样，那么理论上两器件平均分压，即各占VCC/2。

但是，实际要达到这种情况几乎不可能。器件不可能特性完全一致，且状态也不可能完全一样。此外，实际电路与电路理论中的“电路”也不同。相关内容，会在“21学堂”中具体说明。

发表于 2018-3-22 20:59

没有参考地，怎么判断电压？所以首先要解决的就是参考地的问题。参考点不一样，结果是完全不一样的。你后面的担心是多余的。

菜虫级别的回答，凑个人气，混个脸熟

发表于 2018-3-22 21:32

静待沉淀发表于 2018-3-22 14:19
这个我看了模电上面，有写。不过这个的前提是有个VD的值，此时我加5V到正极，负极悬空，无电流。然后如果 ...

把pn结看成一个电阻，然后这个电阻的伏安特性就是PN结的伏安特性，电阻的电压是怎么过来的，它的电压就是怎么过来的。此贴终结。

发表于 2018-3-22 21:47

dfyh1101 发表于 2018-3-22 21:32
把pn结看成一个电阻，然后这个电阻的伏安特性就是PN结的伏安特性，电阻的电压是怎么过来的，它的电压就是 ...

如果是电容呢，对，电容也有ESR，所以在此不要将一切开关看成理想，总之都有电流，都有功耗，只是大小罢了。

好好学习，再慢慢理解以上大师所说的话，谢谢各位。

登录 · 发表于 2018-3-23 11:47

发表于 2018-3-23 13:09

本帖最后由 captzs 于 2018-3-23 13:12 编辑

xmar 发表于 2018-3-23 11:47

不是抬杠，只是想说出我的想法，二极管阴极悬空，对地电阻无限大，如果有电流，电阻就不是无限大；如果无限大，就没有电流。象你这个模式，无论你的接地电阻多大，都不能算悬空。

发表于 2018-3-23 14:32

也是VCC因为没有形成回路

发表于 2018-3-23 15:31

二极管的模型就是它的IV曲线，你要先能知道万用表测量时表棒的输入电流，然后代入到IV曲线中，就能知道二极管的压降。如果二极管的负极悬空，那负极电压就是+VCC。去测量的时候一定会有电流流过二极管，就是你说的回路，测出来的电源就比VCC低。你可以用台式万用表的高阻抗输入挡去测，一般都是若干G欧姆，电流可以忽略，基本上就不会有电压降

@静待沉淀 · 发表于 2018-3-23 15:55

captzs 发表于 2018-3-23 13:09
不是抬杠，只是想说出我的想法，二极管阴极悬空，对地电阻无限大，如果有电流，电阻就不是无限大；如 ...

设二极管阳极对地电压为VIN，二极管电阻为Rd，负载电阻为RL，则负载上的电压VL为：

VL = VIN * [ RL / (RL + Rd) ]；

当RL → ∞, Rd → ∞ 时， VL = lim VIN * [ RL / (RL + Rd) ] 不一定为 0：

RL → ∞, 的速度快于 Rd → ∞ 的速度：VL → VIN;
RL → ∞, 的速度等于 Rd → ∞ 的速度：VL → VIN / 2;
RL → ∞, 的速度慢于 Rd → ∞ 的速度：VL → 0;

其实，你的答案只考虑最后一种情况。

发表于 2018-3-23 17:31

16楼说的很有道理。你要测此时二极管的电压，其实就是测二极管的PN节通过漂移和扩散运动形成的电场的电压。

@zyj9490 · 发表于 2018-3-24 10:01

本帖最后由 ifxz0123 于 2018-3-24 10:15 编辑

此时负极的电压是+VCC。楼主实际上想问这个开路电路两端的电压。可以通过在这个开路两端接入一个阻值非常大的负载来分析。如果按照我说的做了，楼主肯定要问，这不是已经构成一个回路了吗？请问楼主，一个不能构成回路的电路有什么实际意义？再好的理论分析，都是要为实际电路服务的。如果疑问没有解决，我是否可以问下楼主，如果定义一个5V的电源的负极为0V，那么它正极电压是5V，请问这个5V是怎么来的。这个5V可定是早期人们实验、接入负载（电压表，实际上是一个阻值非常大的负载）得到。在展开来说，如果把二极管换成电阻，你一定会毫不犹豫的说是+VCC，但为什么是+VCC呢？不管是二极管还是电阻，都是开路，都没有电流流经他们。其实，用电压表测量还是可靠的，因为你也知道，电压表的接入实际上就是接入了一个阻值很大的负载，自身是不提供电压的，不要被现在的数字万用表迷惑电压表的本来面目与实质（自身不提供电压，却抗衡开路电路电压就有点难喽）。本人QQ：905958949，欢迎一起交流讨论。

发表于 2018-3-24 11:00

xmar 发表于 2018-3-23 17:23

不错

发表于 2018-3-24 11:25

一个电池串入一个二极管给一个平板电容充电，电容可以被充到电池两端电压。说明二极管负极端与电池负极是有电场存在的，而且也满足“悬空”条件。当然有人会反驳这里接了电容，然而只要电池的负极和二极管的负极在同一空间里必然会构成电容，至于电容太小，PN节小电流又会有死区等等，但是既然是理想情况，那么电池电压也是理想的，只要使用的电池电压能满足使得电池负极与二极管的负极构成的电容不能忽略即可。

发表于 2018-3-24 16:39

很明显负极电压为+VCC。
当达到平衡后，你可以找一个绝缘体把负极剪断，此时被剪掉的部分和地之间的电压还是+VCC，虽然它已经处于悬空状态了。

发表于 2018-3-24 20:04

一人在饭店吃饭，共20块，可是没有钱还，对服务员说，我无钱但是乘以无限大就有钱，服务员就等他计算。

发表于 2018-3-24 22:59

这个问题的解决，核心就是反向饱和电流。Is是怎么来的呢？
正常来讲，P和N之间的禁带是需要一定的能量才能穿过的。两边的晶体的各个点电荷积分后，会形成等势面，但是P那边和N这边的电势不相等。导致电子从两个方向过来都挺难的。
但是正向加上外加的能量场后，二极管可以近似完全的导通。在高温下这个外加电压可以小一些，因为温度高了。
而反向电压或者0电压的时候，这个就难了。必须靠温度。
温度就分子动能的总和。只有温度高了，里面的电子偶尔会能量大于禁带的能量，跑过去的概率才会大。反向饱和电流Is才会大。
而温度的传递，在读书的时候雷达的最佳接收机原理里面讲了很多温度噪声的概率谱密度的推导，气体是布朗运动，有自由程，在非常宽的频谱内碰撞的统计概率是相同的。好像是在多少Thz以内都可以认为是白噪声，分布和分子距离有关系。外界传入的热量（比如空气分子碰撞二极管）和内部的碰撞有极小的概率让单个电子速度很高。

所以不妨修改个题目：
一个完全悬空的二极管，以P极电势定义为 6V；初始状态给N极5.9~6.1V不等的电压，无穷长的时间后，N极的电压是多少。
答：
如果在常温下，反向饱和电流大于0，N极电压最终为6V。
如果二极管有杂质漏电，或者有封装电阻，N极电压最终为6V。
如果二极管温度不是绝对零度，不是在真空里，周围有空气，哪怕空气的温度不高，但是概率上总有速度快的分子。N极的最终电压都是6V。
如果在我想不到的某种完美条件下，6.1V 的初始条件的能维持，那么5.9V的初始条件的也能维持。

---------------- 一个软件工程师的答案，不讨论原点为什么连续，不讨论电阻这种统计意义上的参数，不讨论统计概率是什么律还是什么率，以及e和ln还是log。如果基础理论有错，可能是当时没有学会，也可能这十几年来慢慢的还给老师了，欢迎大师指正。

发表于 2018-3-24 23:13

gx_huang 发表于 2018-3-22 15:39
搞笑的问题，没事闲的吧。
二极管正极接VCC，负极开路，理想条件下，负极电压就是VCC。
如果外部有干扰，电 ...

师兄，
CMOS的输入栅极的阻抗非常大。比如用CMOS浮栅工作做的flash，悬空的浮栅充入电之后，按照jedec标准中的卡方分布的那个概率分布公式，要上百年才能放电到0.7V以下。除非温度升高，加速放电的速度。
二极管的阻抗没有这么大，因为P和N是挨着的，中间是一个原子的距离，而CMOS中间绝缘物的厚度可以很大。
虽然都扯温度上，常温下理论上无穷大时间后的平均值（最可能的值）都应该是0。但是我个人凭感觉，PN结放电比CMOS栅极的放电还是要快的多，毕竟PN结正向导通的时候电流还是挺大的，而CMOS如果栅极漏电子，时间长了就穿了，经常看SEM图上都扩散的不能用了。

发表于 2018-3-24 23:40

你把二极管的负极悬空，根本构不成一个回路，何来电压？

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