关于一点小不理解

只看该作者 · 2012-2-20 23:26

我给分向来喜欢大手笔，重金之下必有勇夫嘛！就算是小问题也不例外。这不遇到点华成英书上的问题。
如图，简简单单的对数运算电路，书上说：“二极管在电流较大时内阻不可忽略；所以，此对数运算电路仅在一定的电流范围才满足指数特性。”
我不明白的是，二极管正向时动态电阻rd约=UT/ID(ID就是静态时流过的电流),
那么不是电流越大，此动态电阻越小吗？我就不明白了，还请21ic的盆友指点啊！
小女子鞠躬啦！ :b

1万 · 2012-2-20 23:44

你去看一下二极管的伏安特性曲线就明白啦。

2万 · 2012-2-20 23:55

re LZ：

此类运放电路的输出是反馈网络传递函数的反函数，而这里是电压并联反馈——即反馈传递函数是二极管电流和其两端电压间的关系。二极管的电流在一定范围内近似为其电压的指数函数，但当电流较大时会偏离所近似的指数关系，等价地表现为串入一个可观的电阻。这里使用“内阻”随电流增大而增大的说法仅是表述相应的等效关系（或相应的模型——串入一个变化的电阻）而已。

只看该作者 · 2012-2-21 09:27

是一个起始于0.7V左右的指数形式的曲线啊，随着电压电流的升高，斜率也就是电阻的倒数越来越大，没错啊！ 2# cjseng

只看该作者 · 2012-2-21 09:31

就是你所说的这个“内阻”，不是应该随电流增大而减小吗？（应为rz=UT/ID,ID就是静态时流过的电流）你说的我都很认同，但就是有一点小不明白。 3# HWM

只看该作者 · 2012-2-21 09:37

楼主非常具有钻研精神！

只看该作者 · 2012-2-21 09:41

有些书的描述往往是这个原因导致的:（我个人理解）
在讲这个原理的时候，隐含了其他的问题（作者已经知道），但是在这本书里讲透这个会过于深奥，不属于这本书范畴，因此只是提一下而已（本着严谨）。
有些时候提出来反而会给读者带来困惑。

只看该作者 · 2012-2-21 10:00

那么希望你能告诉我那个“隐含的其他问题”,好吗？

只看该作者 · 2012-2-21 10:43

好难，好深奥，好难懂！

只看该作者 · 2012-2-21 10:47

我也不知道，可以查查关于二极管的等效模型，特别是在对数运算时的等效模型。
我对他说描述的理解是，二极管UI特性不是纯粹的对数关系（大致是），
理解为满足对数关系后还要加上他说的那个内阻变化才能模拟实际的二极管特性。

而这个内阻实际上可能是虚构的，因为模型需要而虚构的。
很抱歉，我回答不了更准确的答案。

只看该作者 · 2012-2-21 10:55

举一个例子（虚构），
假如二极管在0.1A的时候，电压降是0.5V，0.2A是0.6V，如果按照对数关系，1A的时候，电压应该为：0.83V，但实际测试时确是0.85V ，那么这个差异就用内阻来解释。

但是当电压升高后，二极管的内阻的确是下降的，正如你所说,
很明显：0.5/0.1＞0.85/1

只看该作者 · 2012-2-21 10:59

哦，挺新颖。我考虑下，看能不能查到佐证

只看该作者 · 2012-2-21 12:02

这个内阻和你想像的动态电阻完全是两回事
如果是一个完美的二极管，也就是只有完美的PN结效应，那么指数关系是电流大小都成立的
但实际把PN结做成二极管时，本身就引入了体电阻

你可以把实际的二极管看成一个理想的PN结和一个电阻的串联，这样就明白了吧？？
在电流较小时，该电阻上的压降与PN结势垒相比可以忽略，也就是二极管的伏安曲线基本就是理想PN结的曲线
但当电流较大时，体电阻上的压降与PN结势垒相比已经不能忽略甚至大于PN结压降
此时当然不能再理想认为是指数形式

1万 · 2012-2-21 12:35

本帖最后由 t.jm 于 2012-2-21 12:41 编辑

应该这样理解：
1：二极管的内阻等效直流电阻、等效微分电阻确实是电流越大其值越小！
2：然而这里考虑的方向不一样，这里是做对数放大，二极管内阻的模型就类似于一个与对数放大相关的、可变电阻r0
和一个与电流无关（与其它参数也无关）的恒定的内阻r1,r1上的压降是破坏对数放大的效果的，i越大，ixr1就越大，对数放大误差就越大。
做一个比喻来说就是比如，当电流小时r0是比较大的，假设它的范围是100R~1000KR，而此时r1=1R (以上一切是假设啊！）
r1只有r0的0.01以下，可以忽略！当电流变大时，r0变化在（0.1~1R），你看现在r1比R0还大了，你能不考虑它吗？

只看该作者 · 2012-2-21 13:23

另外补充一下：
1、我在13楼所说的完美二极管、理想PN结，不是去掉势垒、去掉动态电阻，等效成理想的超导的单向开关这种模型，而是符合PN结电流方程的模型
2、二极管除1条所说PN结外的内阻组成：包括PN结本身的P区和N区半导体的电阻、金属引线和半导体的接触电阻、金属引线的电阻，这些电阻等效成和PN结串联关系，也是影响大电流时指数曲线不符合的主要原因；另外还有一个封装外壳导致的从正极到负极的电阻，此电阻与以上总体是并联关系，但因阻值很高很高，一般忽略！