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

1万 · 2018-3-25 11:34

不要乱讲。电路中任意两点都可以有电压概念存在，是“任意”！

3万 · 2018-3-25 12:24

computer00 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 ...

把负极剪断，被剪掉的部分和地之间的电压还是+VCC，条件是被剪下来那段导体空间位置没有发生变化，周围物体(包括电源和未剪下来的部分)位置也没有变化。如果被剪下来那段导体位置发生了变化，它与地之间的电压会发生变化。
这段悬空导体若远离地面，其对地电压将升高，升高的原因是外力对该悬空导体做功。

只看该作者 · 2018-3-26 08:41

ifxz0123 发表于 2018-3-24 10:01
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 ...

其实我一直说的问题是，二极管是内部有PN结的结构，然后我不清楚内部需要使用什么等效模型进行分析。因为电阻是导体，内部有电子可以流动，但是PN结（半导体）我之前学习的是，需要电压超过VT才可以导通，我是问这时候需要怎么分析，二极管的条件有没有达到的情况下？

2万 · 2018-3-26 09:04

静待沉淀发表于 2018-3-26 08:41
其实我一直说的问题是，二极管是内部有PN结的结构，然后我不清楚内部需要使用什么等效模型进行分析。因为 ...

你的问题早已经解决，这里不仅给出了明确的答案，相关书中也有其内容。

至于《半导体物理》，这不是你要去关心的，你只要知道那个二极管“指数律”模型即可。

1万 · 2018-3-26 10:04

静待沉淀发表于 2018-3-26 08:41
其实我一直说的问题是，二极管是内部有PN结的结构，然后我不清楚内部需要使用什么等效模型进行分析。因为 ...

一个电压源正极接二极管的阳极，另一端浮空，以电压源的负极作为糸统地，在理想电压表（只传递电压信号，不产生电流（极小也不允许））。在目前的测量原理下，做不到，理论上，二极管的阴极的电位是电压源+二极管的漂移电压（是负的），因此阴极电位小于电压源的。

1万 · 2018-3-26 17:02

zyj9490 发表于 2018-3-26 10:04
一个电压源正极接二极管的阳极，另一端浮空，以电压源的负极作为糸统地，在理想电压表（只传递电压信号， ...

把这个电压加到一个平板电容上（当然前提是加这个电容之后，电路又重新达到了平衡），
然后放一个电子进去，让它在这个电场里加速，然后测量初速度和末速度，不是就可以在不影响原电压的情况下计算出电压了么.....

只看该作者 · 2018-3-26 19:58

秉烛良宵发表于 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 ...

直流条件下有ESR的说法吗

只看该作者 · 2018-3-27 09:38

静待沉淀发表于 2018-3-26 08:41
其实我一直说的问题是，二极管是内部有PN结的结构，然后我不清楚内部需要使用什么等效模型进行分析。因为 ...

二极管没有什么模型，要说有，最好的模型就是二极管的伏安特性曲线。对于二极管的分析，一般模型就是锗二极管当VT>0.2V导通（空穴移动，有较大电流出现），硅二极管当VT>0.7V导通（空穴移动，有较大电流出现），导通时一般认为二极管两端电压就是VT（与通过电流大小无关）；二极管未导通时，视为断路，可将二极管去除（不影响电路分析）。（注：分析方法是这样，二极管的压降值，实际上是随电流值得不同而略有变化的）模拟电路都很难做出非常精准的计算分析（纯电阻电路稍微好点，不考虑大功率发热，老化的情况下），尤其是实际PN结的半导体器件。为啥叫做半导体器件，因为导电性能介于导体和绝缘体，导电、绝缘也没有明显的界限。对于具体的二极管器件，可以查看此器件的数据手册，手册上，都有详细的参数及曲线图。教材上的分析，都是假定了参数（而且基本不变），比如三极管的增益值就假设为一个固定值，实际上它是变化的。分析的技巧，就在于把它控制在合理的范围内（实现预设功能即可）

只看该作者 · 2018-3-27 12:35

静待沉淀发表于 2018-3-26 08:41
其实我一直说的问题是，二极管是内部有PN结的结构，然后我不清楚内部需要使用什么等效模型进行分析。因为 ...

首先，回答下你问题的答案，答案是此时负极的电压是+VCC。其次，说说PN结的问题。如果把二极管换成电阻的话，相信你很快得到问题的答案。广义上，PN结也可视为电阻。原因解释如下，电阻的定义为物质对电流的阻碍作用,PN结是物质的，它对电流由阻碍作用，不过它对电流的阻碍作用并不想我们通常所说的电阻那样，很好的满足欧姆定律。如果从器件的角度来说，任何器件最好的简单模型就是它的伏安特性曲线、频率特性曲线等。你的问题设计到电压问题，再说说电压。电压的概念是，单位电荷q从A点移至B点电场力所做的功W与该点电荷q的比值。如果一定要按照定义去计算分析，估计很多人要气死（估计欧姆、基尔霍夫、诺顿、麦克斯韦会吐血）。二极管不属于电源，在你的问题中，它的一端是开路的，因此没有电流流过，二极管两端电压自然为零，从电源正极出发（电压值+VCC）经过0V压降的二极管，二极管开路那端的电压为：+VCC - 0V = +VCC。不管你二极管正极接+VCC还是负极接+VCC，二极管开路（悬空）那端的电压都是+VCC。还想说一个问题，不要过于在意PN结结构，因为PN结结构只是导致了二极管这类器件的伏安特性不同于其他类型的器件。此外，PN结在电压（电场力）的作用下，如何导致电子、空穴的移动（带电电荷移动形成电流）那你去研读物理学吧。

只看该作者 · 2018-3-27 12:47

captzs 发表于 2018-3-22 09:17
V=IR。二极管“负极”对地没有电流，无电压。

建议楼主搭建个实际电路，用万用表测量一下，看是不是这样的，在思考下为什么

只看该作者 · 2018-3-27 13:06

xukun977 发表于 2018-3-22 12:11
一个器件的模型，理论上有无穷无尽多个，到底选哪个，看你计算精度定。
楼主这个电路，能用的模型可以说是 ...

同意

1万 · 2018-3-27 18:57

本帖最后由 zyj9490 于 2018-3-27 18:59 编辑

浮空时的PN结状态，跟形成测量回路时的状态一样吗？产生测量电流是否改变PN结的状态，是一样的话，可以测，不一样的话，测有意义吗？不要局限在电子工程范围。工程思维。如果用在电子电路，工程学的思维，尽可以测，产生的误差也不在意，如果是用物理学研究，过程原理值得商确。

只看该作者 · 2018-3-28 08:34

ifxz0123 发表于 2018-3-27 12:35
首先，回答下你问题的答案，答案是此时负极的电压是+VCC。其次，说说PN结的问题。如果把二极管换成电阻的 ...

谢谢，其实把他看成电阻很好理解，半导体处于常温下，内部的载流子也会有运动，这个在一开始提问的时候，没有过多的思考，只是一味把他看成是一个开关（理想），后面再各位高手的指点下，懂了皮毛。其他细节有时间在去看

1万 · 2018-3-28 08:49

我举个不太恰当的类比的例子，假设我们需要测量氢气的密度，但是现实中氢气的密度是小于空气的，
而你偏要拿个普通的秤去称一下重量然后除以体积来计算密度，那算出来的密度当然是不对的，
（甚至还可以得出氢气的密度是负的荒谬结论，从而宣称自己找到了反重力物质……）
这个问题也是一样，明明知道用普通电压表去测量这个电压是不对的，它会改变被测对象的被测量，
但是有一些人还是非得要这么去测量，并以这个错误的测量结果作为结论，这和我刚刚举的例子有啥本质区别么？
当我们明知道这种测量方法不可行时，就必须要找另外的测量方法来代替它。例如刚刚的例子，我是不是
可以考虑把它放到真空条件下去测量？当然就会有些人出来说，真空条件是很难的，但是这总归是一种可行的方案，
总比直接在空气中测都测不出来要好吧？另外是不是还有其他间接可以测量的方案？例如测电压这个问题，能不能
找一个漏电流很小很小但有较大容量的电容并联上去，然后去测量这个电容的电压？

只看该作者 · 2018-3-29 10:14

captzs 发表于 2018-3-22 11:33
仿真实验。

仿真是对的,但说法不严谨,应该是A、B点是等电位的

1万 · 2018-4-4 20:50

cheny001 发表于 2018-3-29 10:14
仿真是对的,但说法不严谨,应该是A、B点是等电位的

我觉得“等电位”说法也不严谨。等电位是指“被导体连接的两点”之间电位比较的结果描述，然而现在并不知道PN两边是否(内部)为“导体连接”。但是“等电位”所代表的测量方式却是没有缺陷。

只看该作者 · 2021-7-24 14:48

雪山飞狐D 发表于 2018-3-22 15:59
课本的公式貌似也不是精确的，只是一个E指数近似

Allen 《模拟集成电路设计》第一章！好好看看公式推导过程。

只看该作者 · 2021-7-25 00:19

楼主纠结的问题根源在于二极管一端悬空为何VCC会从正极传到负极就类似于一根导线这个时候把正负极短路了，实际这个问题简单点想，楼主纠结的电压都是对地电压，实际上悬空的一端是等效于电压源，二极管，串接了一个无穷大的电阻，此电阻无穷大所有电压基本降落在这个无穷大电阻上，当然这个是我菜鸟说服自己的理论，至于楼上各位大佬的都涉及微观电场理论的推导我是一脸闷，其实楼上徐大神早已经指出楼主是不是钻了牛角尖去思考这个问题了