Caída de tensión - Diodo en polarización inversa

Question

¿Pueden ayudarme con este ejercicio?

En cada circuito, calcula la corriente que circula por la resistencia de 10k y calcula la caída de tensión a través del diodo de germanio. Suponga que un diodo de germanio tiene un potencial de unión en polarización directa de 0,3 V.

Circuito (a)

Tensión de alimentación = 5V, R= 10k, potencial de unión = 0,3V, I =? ¿VDrop=?

VD = (5V - 0,3V) = 4,7V
I = VD/R = 4,7V / 10k = 0,47mA

Circuito (b)

Tensión de alimentación = 10V, R= 10k, potencial de unión = 0,3V, I =? VDrop =?

VD = (10V - 0,3V) = 9,7V
I = VD/R = 9,7V / 10k = 0,97mA

¿Puede revisar mi solución?

No estoy seguro de la caída de tensión, que en mi cálculo se indica como VD. También el segundo circuito, que es de polarización inversa, no estoy seguro del cálculo que hice.

Gracias de antemano.

Answer 1

Afirmas que tu segundo diodo es de polarización inversa. Sólo puedes hacer esta afirmación si no conduce corriente, y no porque sus terminales estén conmutados.

Ten en cuenta que para los diodos polarizados hacia delante, el potencial de unión polarizado hacia delante es la caída de tensión de P a N, lo que significa que la caída de tensión de N a P es el negativo de ésta. Si miras tus cálculos, verás que has utilizado la misma polaridad para ambos.

EDITAR:

Ten en cuenta que cuando supones que el diodo está polarizado hacia delante, la corriente resultante que calculas a través del diodo (de P a N) debe ser positiva; si es negativa, entonces tu suposición inicial de que el diodo está polarizado hacia delante es incorrecta, y por tanto está polarizado hacia atrás (y por tanto no conduce corriente). Se mencionó en los comentarios que el OP podría no saber sobre esto, así que proporcioné una aclaración.

Answer 2

Mala terminología y mala comprensión del circuito.

En el caso (a) el diodo está polarizado hacia delante. El diodo tiene una tensión de 0,3V como se ha dicho. El resto de la tensión de la batería está sobre la resistencia de 10 kOhmios y la corriente del circuito es de 0,47 miliamperios.

En el caso (b) no puedes suponer la tensión sobre el diodo, debes encontrarla razonando. Supongo que el profesor quiere que recuerdes la ley I versus V de Shockley para diodos PN. Esa fórmula dice I=Is(exp(V/Vt)-1) donde Is es la corriente de saturación inversa que depende de los materiales y las dimensiones del diodo. Vt es el voltaje térmico kT/q pero que es de unos 0,026 voltios a 300 kelvins. Debes resolver Is de 0,47mA = Is(exp(0,3/0,026)-1)

Entonces usted debe encontrar en el caso b tal V negativo que la I causada hace que el voltaje del diodo restante (después de restar de 10 voltios la caída de la resistencia I * 10kOhm) para ser justo = el mismo V. Eso puede ser iterado sólo numéricamente. Pero usted debe ver que Is es tan pequeño en comparación con 10V/10kOhm que bien puede asumir la corriente del circuito I = Is. Entonces reste de la caída de 10V Is * 10kOhm y eso es su voltaje de diodo en el caso inverso. Está tan cerca de 10V que con un multímetro habitual de bajo coste es imposible medir directamente cuánto es menos que 10V.