vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik

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Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 98 ausgedrückt werden kann. Schließlich berechnet man aus der Tangentengleichung die Tangentenspannung bei Id = 0: Id = Id0 + gd (Ud Ud0) ! = 0 ; woraus Ud;st = Ud = Ud0 Ud;st = Ud0 Id0 gd Id0 gd = 0:8 folgt. Zahlenwerte eingesetzt ergibt 2:306 3 10 2 0:89 = 0:77 V Mit gd = 0:89 S und Ud;st = 0:77 V ist die statische Ersatzschaltung der Diode im Arbeitspunkt vollständig bestimmt und in der folgenden Abbildung dargestellt. Wird eine Diode in eine Schaltung eingebaut, so ergibt sich in der Regel bereits für einfachsten Schaltungen ein nichtlineares Gleichungssystem, das im allgemeinen nur nummerisch gelöst werden kann. So führt die folgende Schaltung auf die Gleichung I = R (Ue Ua) : Ersetzt man den Strom durch den Strom aus der Shockeleygleichung, so ergibt sich die nichtlineare Gleichung (Ue Ua) R = I0 e Ua n U T 1 ; die normalerweise nummerisch gelöst 30 und daraus der Arbeitspunkt bestimmt wird. Dies ist mit heutigen PCs kein Problem, da eine Reihe von Softwareprogrammen 31 zur Schaltungsberechnung angeboten werden. Die Hersteller dieser Programme stellen z.T. recht gute kostenlose Programme für Ausbildungszwecke und zur Evaluation zur Verfügung. Berechnet man aus obiger Gleichung die Ausgangsspannung aus der Eingangsspannung, so erhält man mit den Werten I0 = 10 15 , UT = 0:026 , n = 1 und R = 2000 folgenden Verlauf. 30 In diesem speziellen Fall ist eine analytische Lösung mittels der LambertW-Funktion möglich, die aber hier nicht weiter verfolgt wird. 31 Z.B. durch Schaltungssimulationsprogramme wie PSPICE, ICAP, MICROSIM, WINSPICE, SPICEOPUS , APLAC um nur einige zu nennen.
Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 99 Bei einer genügend hohen Spannung, stellt sich ein Spannungsabfall von etwa 0.7V 32 an der Diode ein. Der Arbeitspunkt kann bei einfachen Schaltungen sehr anschaulich auch graphisch ermittelt werden. Dies zeigt die folgende Abbildung. 32 Mit weiter ansteigender Eingangsspannung nimmt dieser Spannungsabfall weiter zu. Er strebt nicht gegen einen Grenzwert!
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