Schaltungstechnik

84 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
100mV
30mV
10mV
3.0mV
U 2
Eingangssignal
Spannung an der Diode D1
RS + rD = -------------------------------------- U
200 + RS + r 1
D
RS U2 = ------------------------- U
200 + R 1
S
1.0mV
100Hz 1.0kHz 10kHz 100kHz 1.0MHz 10MHz
Bild 2.2-52: Ergebnis der AC-Analyse der Beispielschaltung in Bild 2.2-52 im Arbeitspunkt
gegeben durch V1 (DC) = 1,8V
Wie dargestellt fließt im Arbeitspunkt der Diode ein Arbeitspunktstrom von ca.
5mA. Demzufolge beträgt der differenzielle Widerstand der Diode im Arbeitspunkt
(A)
ca. rD = UT/ID = 5. Unter Berücksichtigung des Bahnwiderstandes RS von
5,6 im hier gegebenen Modell ergibt sich an der Diode ein Spannungsabfall von
ca. 5mV bei einer Signalamplitude von 100mV.
10
U2 ------------- U
200 1;
(2.2-13)
Bei hohen Frequenzen schließt die Diffusionskapazität den differenziellen Widerstand
kurz, es verbleibt der Bahnwiderstand von ca. 5,6. Diese Abschätzung findet
man in Bild 2.2-52 bestätigt.
TR-Analyse: Aufwendiger ist die TR-Analyse zur Ermittlung des zeitlichen
Momentanwerts von Knotenspannungen und Zweigströmen. Im Prinzip sind nichtlineare
Differenzialgleichungssysteme für diskrete Zeitpunkte zu lösen. Als Parameter
für die Transientenanalyse ist der zu analysierende Zeitbereich, die
Auflösung und die maximale Zeitschrittweite anzugeben.
Experiment 2.2-6: ErstesDesign_mit_Vorstrom – Auswahl und Einstellung
des Simulation Profile für TR-Analyse.
Im Beispiel in Bild 2.2-53 weist das Eingangssignal einen sinusförmigen Verlauf
mit DC-Wert auf. Damit steuern genügend große positive Signalamplituden die
Diode in den Flussbereich aus. Allerdings ist der Strom durch den Vorwiderstand
begrenzt. Der maximale Strom bei einer Signalamplitude von 1V beträgt ca. 10mA.