Исследование моделей диодов из библиотек Simulink
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Исследование моделей диодов из библиотек Simulink
Исследование вольтамперных характеристик диодов
Построить схемы с диодом из библиотеки SimElectronics и электрическим диодом из библиотеки Simscape. Снять ВАХ, построить графики зависимости тока от напряжения.
Диод Simscape:
Описание:
Элемент библиотеки Simulink Simscape Диодный блок моделирует кусочно-линейный диод. Если напряжение через диод идёт большее, чем указанное в параметре Forward, то диод ведёт себя как линейный резистор с низкой проводимостью, определяемой параметром On, так же включая ряд иных источников напряжения. Если же напряжение через диод идёт меньшее, чем указанное в параметре Forward, то диод ведёт себя как линейный резистор с низкой проводимостью, определяемой параметром Off.
Рис. 1. Схема с электрическим диодом
Снятие характеристик при Uпр=0,6 В; R=0,3 Ом; ?=1*10-8 1 / Ом
Таблица 1. U>0
№U, ВI, А№U, ВI, А100144,51320,33*10-915514,6730,66*10-9165,516,3340,911761851,22186,519,6761,5319721,3371,84207,52382,1521824,6792,46228,526,33102,77239281138249,529,67123,59,667251031,3313411,33
Рис. 2. График зависимости U от I при U>0
Таблица 2. U<0
№U, ВI, нА№U, ВI, нА10022-0,42-4,22-0,02-0,223-0,44-4,43-0,04-0,424-0,46-4,64-0,06-0,625-0,48-4,85-0,08-0,826-0,5-56-0,1-127-0,6-67-0,12-1,228-0,7-78-0,14-1,429-0,8-89-0,16-1,630-0,9-910-0,18-1,831-1-1011-0,2-232-1,1-1112-0,22-2,233-1,2-1213-0,24-2,434-1,3-1314-0,26-2,635-1,4-1415-0,28-2,836-1,5-1516-0,3-337-1,6-1617-0,32-3,238-1,7-1718-0,34-3,439-1,8-1819-0,36-3,640-1,9-1920-0,38-3,841-2-2021-0,4-4
Рис. 3. График зависимости U от I при U<0
Снятие характеристик при Uпр=0,2 В; R=0,1 Ом; ?=1*10-7 1 / Ом
Таблица 3. U>0
№U, ВI, А№U, ВI, А100144,54320,311554830,64165,55340,971765851,210186,56361,5131976871,816207,57382,1192187892,422228,583102,7252398811328249,593123,53325109813438
Рис. 4. График зависимости U от I при U>0
Таблица 4. U<0
№U, ВI, нА№U, ВI, нА10022-0,42-422-0,02-223-0,44-443-0,04-424-0,46-464-0,06-625-0,48-485-0,08-826-0,5-506-0,1-1027-0,6-607-0,12-1228-0,7-708-0,14-1429-0,8-809-0,16-1630-0,9-9010-0,18-1831-1-10011-0,2-2032-1,1-11012-0,22-2233-1,2-12013-0,24-2434-1,3-13014-0,26-2635-1,4-14015-0,28-2836-1,5-15016-0,3-3037-1,6-16017-0,32-3238-1,7-17018-0,34-3439-1,8-18019-0,36-3640-1,9-19020-0,38-3841-2-20021-0,4-40
Рис. 5. График зависимости U от I при U<0
Снятие характеристик при Uпр=0,4 В; R=0,5Ом; ?=1*10-91 / Ом
Таблица 5. U>0
№U, ВI, А№U, ВI, А100144,58,220,33*10-101559,230,60,4165,510,240,9117611,251,21,6186,512,261,52,219713,271,82,8207,514,282,13,421815,292,44228,516,2102,74,623917,21135,2249,518,2123,56,2251019,21347,2
Рис. 6. График зависимости U от I при U>0
Таблица 6. U<0
№U, ВI, нА№U, ВI, нА10022-0,42-0,422-0,02-0,0223-0,44-0,443-0,04-0,0424-0,46-0,464-0,06-0,0625-0,48-0,485-0,08-0,0826-0,5-0,56-0,1-0,127-0,6-0,67-0,12-0,1228-0,7-0,78-0,14-0,1429-0,8-0,89-0,16-0,1630-0,9-0,910-0,18-0,1831-1-111-0,2-0,232-1,1-1,112-0,22-0,2233-1,2-1,213-0,24-0,2434-1,3-1,314-0,26-0,2635-1,4-1,415-0,28-0,2836-1,5-1,516-0,3-0,337-1,6-1,617-0,32-0,3238-1,7-1,718-0,34-0,3439-1,8-1,819-0,36-0,3640-1,9-1,920-0,38-0,3841-2-221-0,4-0,4
Рис. 7. График зависимости U от I при U<0
Диод SimElectronics
вольтамперный напряжение экспонента диод
Описание:
Диодный блок представляет собой один из следующих типов диодов:
Кусочно-линейный
Моделирует кусочно-линейный диод, такой же, как и в Simscape Diode block, но с добавлением фиксированной емкости перехода. Если напряжение на диоде превышает значение, указанное в параметре Forward, то диод ведет себя как линейный резистор с сопротивлением, указанным в параметре On. В противном случае диод ведет себя как линейный резистор с небольшой проводимостью, указанной в параметре Off. Нулевое напряжение на диоде приводит к отсутствию тока.
Кусочно-линейный Зенера
Кусочно-линейная модель Зенера ведет себя как кусочно-линейная модель диода для напряжения выше Vz, где Vz является значением обратного напряжения пробоя Vz. При напряжении менее Vz, диод ведет себя как линейный резистор с низким сопротивлением Зенера, указанного в параметре Rz сопротивления Зенера. Эта модель диода также включает в себя фиксированную емкость перехода.
Экспоненциальный
Экспоненциальная диодная модель обеспечивает следующие отношения между диодным током I и диодным напряжением V:
Где:- элементарный заряд электрона (1.602176e-19 Кл).- Постоянная Больцмана (1.3806503e-23 J/K).- значение напряжения пробоя.- коэффициент эмиссии.- поток насыщенности.- температура, при которой диодные параметры должны быть заданы, как определено значением параметра измерения температуры.
Рис. 8. Схема с диодом
Снятие характеристик при Uпр=0,6 В; R=0,3 Ом; ?=1*10-8 1 / Ом
Таблица 7. U>0
№U, ВI, А№U, ВI, А1001351,913210,174145,52,1331,20,26091562,34841,50,3913166,52,56551,80,52181772,78362,10,6522187,5372,40,78271983,21882,70,9132208,53,435931,0442193,652103,51,261229,53,871141,47823104,088124,51,696
Рис. 9. График зависимости U от I при U>0
Снятие характеристик при Uпр=0,3 В; R=0,3 Ом; ?=1*10-8 1 / Ом
Таблица 8. U>0
№U, ВI, А№U, ВI, А100134,51,82620,60,13051452,04430,90,2609155,52,26141,20,39131662,47951,50,5218176,52,69661,80,65221872,91372,10,7827197,53,13182,40,91322083,34892,71,044218,53,5651031,1742293,783113,51,391239,541241,60924104,217
Рис. 9. График зависимости U от I при U>0
Снятие характеристик при Uпр=0,2 В; R=1 Ом; ?=1*10-8 1 / Ом
Таблица 9. U>0
№U, ВI, А№U, ВI, А100144,51,43420,30,033361551,60130,60,1334165,51,76740,90,23351761,93451,20,3335186,52,161,50,43341972,26771,80,5334207,52,43482,10,63342182,692,40,7334228,52,767102,70,83342392,9341130,9336249,53,102123,51,125103,2681341,267
Рис. 11. График зависимости U от I при U>0
Снятие характеристик при Uпр=0,2 В; R=0,3 Ом; ?=1*10-8 1 / Ом
Таблица 10. U>0
№U, ВI, А№U, ВI, А100144,51,8720,30,043491552,08730,60,1739165,52,30440,90,30441762,52251,20,4348186,52,73961,50,56531972,95771,80,6957207,53,17482,10,82612183,39192,40,9566228,53,609102,71,0872393,8261131,217249,54,044123,51,43525104,2611341,652
Рис. 12. График зависимости U от I при U>0
Вывод
В проделанной работе мы исследовали два диода из библиотек Simscape и SimElectronics. Обе модели оказались ограничены, так как предусмотрено ограничение по сопротивлению, однако