¿Cuál es la diferencia entre resistencia estática y dinámica para diodo de unión pn?

Lo bueno es que estoy estudiando dispositivos y circuitos electrónicos en este momento para poder ayudar.

La resistencia estática funciona con un suministro de CC / batería / fuente y siempre tiene un valor constante = V / I donde V es el voltaje desarrollado entre los 2 extremos de la resistencia de CC. En las clases previas a la escuela secundaria, leemos acerca de nuestros electrodomésticos, como bombillas, etc.

Por lo tanto, puede concluir que las resistencias dinámicas no son como otra categoría completamente nueva de dispositivos / dispositivos sobre los que tendrá que estudiar. Las resistencias son elementos pasivos, por lo tanto, no cambian su comportamiento por sí mismas. Su comportamiento depende del tipo de fuentes a las que están conectados. Siguen siendo los mismos dispositivos que usó en caso de resistencia de CC. Solo están trabajando con suministro de CA / batería / fuente en este momento. El valor de la resistencia dinámica cambia con el tiempo porque las cantidades de las que depende (es decir, voltaje y corriente) cambian no solo su magnitud sino también sus signos, direcciones con el tiempo.

¿No has oído hablar de corriente alterna y tensión alterna que cambian su magnitud y dirección con el tiempo como una onda sinusoidal?

Por lo tanto, dado que la magnitud y la dirección de la corriente (y el voltaje también) no son fijos, el valor de la resistencia dinámica tampoco lo es.

Depende de los dos puntos en la curva de onda sinusoidal en los que desea calcularlo. En cualquier otro par de puntos, su valor puede ser diferente.

Por lo tanto, la relación para la resistencia dinámica es el cambio de voltaje entre dos puntos con el cambio de corriente entre esos dos puntos, es decir, dV / dI.

La resistencia estática y dinámica generalmente se asocia con análisis de CC y CA.

Cuando un dispositivo activo, digamos que un diodo de unión pn está funcionando, generalmente podemos aplicarle una fuente de CC o una de CA.

Mientras está conectado a la fuente de CC, la resistencia ofrecida por el diodo se denomina resistencia estática (estática directa cuando el diodo está polarizada hacia adelante y estática inversa cuando el diodo está polarizada inversamente).

Esta suele ser la relación de V / I.

Mientras está conectado a una fuente de CA, la resistencia que ofrece el dispositivo es la resistencia dinámica.

Dado que la corriente y el voltaje cambian instantáneamente para una fuente de CA, la resistencia dinámica se da como una relación de (cambio infinitesimal en el voltaje / cambio infinitesimal en la corriente).

Espero eso ayude. 🙂

Resistencia estática Rs = V / I

Usted fuerza una corriente I y mide el voltaje del diodo V, tiene una resistencia estática = V / I.

Ejemplo: Usted fuerza una corriente I. Digamos 1ma, y ​​mida el voltaje del diodo V, digamos .7V, tiene resistencia estática = .7V / 1ma = 700 ohmios.

La resistencia dinámica es pequeña resistencia de señal rd = dV / dI

Como I = es * [EXP (V / Vt) -1] donde Vt = k * T / q; podemos reescribir V≈ Vt * ln (I / Is)

por lo tanto, rd ≈ Vt / I donde Vt = k * T / q = 26mv a 25 grados C

Ejemplo: para 1ma de corriente, la resistencia de señal pequeña rd = 26mv / 1ma = 26 ohmios

La resistencia estática de un diodo se usa en corriente continua (CC) como la relación de voltaje y corriente en cualquier punto de la característica VI del diodo. A medida que aumenta el voltaje de polarización directa del diodo, su resistencia estática disminuye a medida que un pequeño aumento en el voltaje provoca un gran aumento en la corriente.

Un diodo ofrece una resistencia para la corriente alterna (CA) que circula en CC, que se denomina resistencia dinámica del diodo y se calcula como la relación de cambio de voltaje y cambio de corriente en puntos particulares en la característica VI del diodo y varía dependiendo de El voltaje DC aplicado.

La relación de los diodos entre el voltaje aplicado y la corriente dibujada no es lineal, entonces cualquier incremento en el voltaje (dV) está permitiendo un incremento de la corriente (dI) mayor de lo que podría proyectarse la relación real V / I.

El mejor ejemplo es el diodo zener que tiene una corriente muy baja para el voltaje debajo de la rodilla, pero cualquier incremento de voltaje por encima de la rodilla da un gran salto de corriente, por lo que el zener alimentado podría considerarse una fuente de alimentación con baja resistencia interna.

Capacitancia de transición

• Cuando la unión PN está polarizada inversamente, la región de agotamiento actúa como un aislante o como un medio dieléctrico y el tipo p y una región de tipo N tienen baja resistencia y actúan como las placas.

• Por lo tanto, esta unión PN puede considerarse como un condensador de placa paralela.

• Esta capacitancia de unión se llama capacitancia de carga espacial o capacitancia de transición y se denota como CT.

• Dado que la polarización inversa hace que los portadores de carga mayoritarios se alejen de la unión, el grosor de la región de agotamiento se denota cuando W aumenta con el aumento en el voltaje de polarización inversa.

• Esta capacidad incremental CT = dQ / dV,

Donde dQ es el aumento de carga y dV es el cambio o aumento de voltaje.

• La región de agotamiento aumenta con el aumento del potencial de polarización inversa, la capacitancia de transición resultante disminuye.

• La fórmula para la capacitancia de transición se da como Cj = CT = Aε / W, donde A es el área de la sección transversal de la región y W es el ancho.

Capacitancia de difusión

• Cuando la unión está polarizada hacia adelante, entra en juego una capacitancia, que se conoce como capacitancia de difusión denominada CD

. Es mucho mayor que la capacitancia de transición.

• Durante la polarización directa, se reduce la barrera potencial. Los portadores de carga se alejan de la unión y se recombinan.

• La densidad de los portadores de carga es alta cerca de la unión y se reduce o decae a medida que aumenta la distancia.

• Por lo tanto, en este caso, la carga se almacena en ambos lados de la unión y varía con el potencial aplicado. Entonces, según la definición, el cambio de carga con respecto al voltaje aplicado da como resultado la capacitancia, que aquí se denomina capacitancia de difusión.

• La fórmula para la capacitancia de difusión es CD = τID / ηVT

, donde τ es el tiempo de vida medio del portador de carga, ID es la corriente del diodo y VT es el voltaje directo aplicado, y η es el factor de recombinación de generación.

• La capacitancia de difusión es directamente proporcional a la corriente del diodo.

• En CD con polarización directa >> CT

. Y así CT puede ser descuidado.

La resistencia estática es la resistencia que se obtiene con un circuito normal (aplicando la ley de ohmios). Aplique un voltaje a través del diodo, mida el valor actual y luego divida el voltaje aplicado con la corriente obtenida para obtener resistencia estática.

Resistencia estática (R) = V / I;

Este valor sería positivo (lo que significa que si hay un aumento en el voltaje, también habrá un aumento en la corriente).

En cuanto a la resistencia dinámica, lo que importa aquí es la diferencia de los voltajes y las corrientes. Es la relación de dv y di.

Resistencia dinámica (R) = dv / di;

Este valor también puede ser negativo en el caso de que haya un aumento en el voltaje después de una caída en el valor actual.

La resistencia que ofrece un diodo de unión pn cuando está conectado a un circuito de CC se llama resistencia estática.

La resistencia estática también se define como la relación de voltaje de CC aplicado a través del diodo a la corriente de CC o corriente continua que fluye a través del diodo.

La resistencia ofrecida por el diodo de unión pn en condiciones de polarización directa se denota como Rf.

r = corriente continua / corriente continua

Resistencia dinámica o resistencia de CA

La resistencia dinámica es la resistencia ofrecida por el diodo de unión pn cuando se aplica voltaje de CA.

En el circuito de CA, los portadores de carga o la corriente eléctrica no fluyen en una sola dirección. Fluye tanto en dirección hacia adelante como hacia atrás.

La resistencia dinámica también se define como la relación entre el cambio de voltaje y el cambio de corriente. Se denota como rf.

r = cambio de voltaje / cambio de corriente

La relación entre el voltaje V a través de la unión y la corriente I que fluye a través de la unión si se llama estática o la resistencia de CC r_dc del diodo. Es decir,

r_dc = V / I.

Como la ley de Ohm no es válida para el pn unión, r_dc no es una constante sino que varía con el voltaje aplicado.

La inversa de la pendiente de la característica volt-amperios del diodo pn define la resistencia dinámica o de CA (r_ac) del diodo. Así

r_ac = dV / dI.

Cuando se aplica un voltaje V a través de una unión pn , se puede mostrar que la corriente total que fluye a través de la unión viene dada por la siguiente ecuación denominada ecuación de diodo :

I = I_s [exp (eV / ηk_BT) -1]

donde I_s es la corriente de saturación inversa (también llamada corriente de escala ), e es la carga electrónica, k_B es la constante de Boltzmann, T es la temperatura absoluta de la unión y η es un número adimensional, llamado coeficiente de emisión

Sustituyendo e = 1.6 × 10 ^ (- 19) C, k_B = 1.38 × 10 ^ (- 23) J / K, y T = 300K (temperatura ambiente), tenemos

I = I_s [exp (39V / η) -1]

De esta ecuación, obtenemos la resistencia dinámica a temperatura ambiente.

r_ac = dV / dI = η / (39 (I + I_s))

Claramente, r_ac no es una constante y está determinada por el voltaje de funcionamiento. Para un sesgo inverso tal que | 39 V / η | >> 1, la resistencia dinámica es extremadamente grande. Para un sesgo directo (mayor que V_γ), I >> I_s y r_ac = η / (39I). Para un diodo con η≈1 a temperatura ambiente, la resistencia de CA directa r_ac = 26 / I, donde I está en mA y r_ac está en ohm. Por lo tanto, para una corriente directa de 26 mA, la resistencia dinámica del diodo es de 1 ohm.