Ecuación del divisor de voltaje túnel diodo - Arte de la electrónica

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Al principio del libro "The Art of Electronics" (p.15, 2ª edición) se describe un circuito divisor de voltaje: un voltaje de entrada \ $ V_ {in} \ $ sobre un diodo de túnel \ $ D \ $ y una resistencia \ $ R \ $ y una tensión de salida \ $ V_ {out} \ $ la tensión a través de la resistencia.

Luego se escribe que un cambio en \ $ V_ {in} \ $, denotado \ $ v_ {sig} \ $, produce un cambio (amplificado) \ $ v_ {out} \ $ en la salida:

\ $ v_ {out} = \ frac {R} {R + r_ {t}} \ cdot v_ {in} \ $

donde \ $ r_ {t} \ $ es la resistencia dinámica (negativa) del diodo \ $ D \ $.

Lamentablemente no se da ninguna derivación.

Ahora, durante las últimas dos horas he intentado obtener este formulario, pero me quedo atascado. Lamentablemente, parece que no hay pistas en internet. ¿Podría alguien derivar la fórmula (de manera limpia)?

    
pregunta balletpiraat

2 respuestas

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Habrá una pequeña señal de corriente CA a través de los dos dispositivos

$$ i = \ frac {v_ {in}} {R + r} $$

Por lo tanto, la tensión de salida (la tensión a través de la resistencia) estará dada por

$$ v_ {out} = iR = \ frac {R} {R + r} v_ {in} $$

    
respondido por el The Photon
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Se me ocurrió la siguiente solución que parece acertada. Tenga en cuenta, estoy interesado en una clara derivación matemática de premisas simples.

Considere la corriente a través del diodo y la resistencia

\ $ I_i = \ frac {V_i} {R + D_i} \ $

donde \ $ D_i \ $ es la resistencia de los diodos en el voltaje \ $ V_i \ $ y la corriente \ $ I_i \ $.

Definimos

\ $ \ Delta I: = I_2 - I_1 = \ frac {V_2} {R + D_2} - \ frac {V_1} {R + D_1} \ $ where

\ $ \ Delta V: = V_2 - V_1 \ $

y realice la aproximación lineal (señal pequeña) para la resistencia de los diodos:

\ $ D_2: = D_1 + r \ $.

Si (a) \ $ D_1 \ ll R \ $ y (b) \ $ \ | r \ | \ ll R \ $ se deduce que

\ $ \ Delta I = \ frac {V_2} {R + D_2} - \ frac {V_1} {R + D_1} = \ frac {V_1 + \ Delta V} {R + D_1 + r} - \ frac {V_1} {R + D_1} = \ frac {V_1} {R + D_1 + r} - \ frac {V_1} {R + D_1} + \ frac {\ Delta V} {R + D_1 + r} \ approx \ frac {\ Delta V} {R + r} \ $

En el libro de texto, la curva I-V del diodo hace creer que funciona a alrededor de 0,2 voltios y 7 mA con \ $ r = -6 \ Omega \ $ y \ $ D \ approx 7 \ Omega \ $.

Dado un voltaje de entrada promedio de alrededor de 20 voltios, la resistencia total debe estar alrededor de \ $ 3K \ Omega \ $ s.t. Los locales (a) y (b) están satisfechos!

¿Comentarios?

Corrección: veo que entendí mal el concepto de resistencia que indica \ $ D_2: = D_1 + r \ $.

    
respondido por el balletpiraat

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