Circuito con diodos (inverso-inverso)

Yo usaría estas ecuaciones:

$$ 10 \ mathrm {V} -I \ left (1 \ mathrm {k \ Omega} \ right) -V_ {D1} -V_ {D2} = 0 $$

$$ I = I_s \ exp \ left (\ frac {V_ {D1}} {V_ {th}} - 1 \ right) $$

$$ I = -I_s \ exp \ left (\ frac {-V_ {D2}} {V_ {th}} - 1 \ right) $$

(Observe que \ $ V_ {D2} \ $ aparece con un signo negativo en la tercera ecuación porque D2 está orientado de modo que tendrá polarización inversa)

Podrías calcular el álgebra en este caso, pero sería más rápido simplemente enchufar el circuito en tu simulador favorito de SPICE y ejecutar un análisis de punto de operación.

esperaría que \ $ V_ {D2} \ $ salga en algún lugar cercano a 9.5 a 9.9 V, \ $ V_ {D1} \ $ sea de 100 a 500 mV, y el voltaje disminuya por la resistencia a ser despreciable.

Simulé la cosa en LTSpice con el modelo de diodo tipo 1N4148, y obtuve 9.97 V en D2, 30 mV en D1 y una caída insignificante en la resistencia, con aproximadamente 2.5 nA fluyendo en el circuito.

La forma de ingeniería para resolver esto no es sumergirse en ecuaciones exponenciales, sino aproximar la corriente a través del circuito como la corriente inversa (fuga) a través del diodo polarizado inverso D2; eso es porque nuestra intuición nos dice que será el elemento que "se opondrá más" al flujo de corriente (dado que la resistencia es de solo 1k). El diodo, al ser un 1N4001, está muy por debajo de su voltaje de ruptura de 50V ; 100V, que asumiste, es en realidad para 1N4002, por cierto, pero ese problema no hace ninguna diferencia aquí.

Tenga en cuenta que esta corriente de fuga inversa depende en gran medida de la temperatura: para 1N400x es 5uA a 25C, pero diez veces más que (50uA) a 100C ambiente. Además de eso, estas corrientes de fuga se dan en la hoja de datos con el máximo voltaje inverso. Probablemente sean menos a solo 10 V, pero no hay un gráfico para eso en la hoja de datos, así que ... probablemente debas interpolar de forma lineal.

También tenga en cuenta que "The Photon" usó un diodo diferente, que tiene una corriente de fuga mucho menor de 25nA a 25C ambiente, pero va a 50uA también a 150C. Para ese diodo, en realidad obtenemos un gráfico de corriente inversa (fig. 5), pero solo dos curvas se trazan a 75 V y 20 V (voltaje inverso).