В большинстве случаев, для расчетов в электронных схемах, не используют точную модель диода со всеми его характеристиками. Нелинейность этой функции слишком усложняет задачу. Предпочитают использовать, так называемые, приближенные модели.
Приближенная модель диода «идеальный диод + Vϒ»
Самой простой и часто используемой является приближенная модель первого уровня. Она состоит из идеального диода и, добавленного к нему, напряжения порога проводимости Vϒ.
Приближенная модель диода «идеальный диод + Vϒ + rD»
Иногда используют чуть более сложную и точную приближенную модель второго уровня. В этом случае добавляют к модели первого уровня внутреннее сопротивление диода, преобразовав его функцию из экспоненты в линейную.
Вольт -амперные характеристики транзистора
При включении транзистора в различных схемах представляют практический интерес графические зависимости напряжения и тока входной цепи (входные вольт -амперные характеристики) и выходной цепи (выходные или коллекторные вольт-амперные характеристики). Вид характеристик зависит от способа включения транзистора.
Наибольшее распространение получили входные и выходные статические характеристики для двух схем включения транзистора: с общей базой и общим эмиттером. Поскольку на практике схемы включения транзистора с ОЭ имеют преимущественное применение, дальнейшие рассуждения проведем только для этой схемы включения транзистора.
Статической входной характеристикой транзистора для схемы с ОЭ является график зависимости тока базы 
от напряжения база–эмиттер 
входной цепи при постоянном значении напряжения 
выходной цепи
при 
.
Выходные (коллекторные) характеристики транзистора в схеме с ОЭ представляют собой зависимости тока коллектора 
от напряжения коллектор–эмиттер 
выходной цепи при постоянном токе базы во входной цепи
при 
.
Типичные входные и выходные характеристики транзистора см. на рис. 3.8.
Рис. 3.8. Вольт-амперная характеристика транзистора:
а – входная характеристика; б – выходная характеристика
При = 0 входная характеристика транзистора соответствует прямой ветви вольт-амперной характеристики эмиттерного p–n -перехода (рис. 3.8, а). С увеличением ток базы уменьшается. Это объясняется тем, что при увеличении растет напряжение, приложенное к коллекторному p–n -переходу в обратном направлении. Из-за этого уменьшается вероятность рекомбинации носителей заряда в базе, так как большинство носителей быстро втягиваются в коллектор
| Характер выходных характеристик транзистора (рис. 3.8, б) определяется величиной напряжения  , прикладываемого к коллекторному переходу  . В схеме с ОЭ это напряжение определяется разностью напряжений выходной и входной цепи транзистора (рис. 3.9)
 . (3.26)
При этом входное напряжение (см. рис. 3.3, б) прикладывается к коллекторному переходу в прямом, а напряжение выходной цепи – в обратном направлении.
Поэтому при  напряжение на коллекторном переходе оказывается включенным в прямом направлении. Это приводит к тому, что крутизна выходных характеристик на начальном участке от  до  велика.
|
При дальнейшем увеличении напряжения 
крутизна выходных характеристик уменьшается, они располагаются почти параллельно оси абсцисс. Положение каждой из выходных характеристик зависит главным образом от величины тока базы .
Если эмиттерный переход транзистора перевести в непроводящее состояние,
т. е. подать на эмиттерный переход 
напряжение отрицательной полярности , то ток коллектора снизится до величины 
и будет определяться обратным (тепловым) током коллекторного перехода, протекающего по цепи база–коллектор. Область коллекторных характеристик, лежащих ниже характеристики, соответствующей 
, называют областью отсечки.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИОДА
Главным назначением двухэлектродной лампы, называемой диодом, является выпрямление переменного тока.
Диод имеет два металлических электрода в стеклянном, металлическом или керамическом баллоне с вакуумом. Одним электродом является накаленный катод, служащий для эмиссии электронов. Другой электрод – анод – служит для притяжения электронов, испускаемых катодом, и создания потока свободных электронов. Катод и анод вакуумного диода аналогичны эмиттеру и базе полупроводникового диода. Анод притягивает электроны в случае, если он имеет положительный потенциал относительно катода. В пространстве между анодом и катодом образуется электрическое поле, которое при положительном потенциале анода является ускоряющим для электронов, испускаемых катодом. Электроны, вылетающие из катода, под действием поля движутся к аноду.
В простейшем случае катод делают в виде металлической проволочки, которая накаливается током. С ее поверхности вылетают электроны. Такие катоды называют катодами прямого и непосредственного накала.
Большое распространение получили также катоды косвенного накала, иначе называемые подогревными. Катод такого типа имеет металлический цилиндр, у которого поверхность покрыта активным слоем, эмитирующим электроны. Внутри цилиндра находится подогреватель в виде проволочки, накаливаемой током.
Между анодом и катодом электроны образуют распределенный в пространстве отрицательный электрический заряд, называемый объемным или пространственным и препятствующий движению электронов к аноду. При недостаточно большом положительном потенциале анода не все электроны могут преодолеть тормозящее действие объемного заряда и часть их возвращается на катод.
Чем выше потенциал анода, тем больше электронов преодолевает объемный заряд и уходит к аноду, т. е. тем больше катодный ток.
В диоде ушедшие с катода электроны попадают на анод. Поток электронов, летящих внутри лампы от катода к аноду и попадающих на анод, называют анодным током. Анодный ток является основным током электронной лампы. Электроны анодного тока движутся внутри лампы от катода к аноду, а вне лампы – от анода к плюсу анодного источника, внутри последнего – от его плюса к минусу и затем – от минуса источника к катоду лампы. При изменении положительного потенциала анода изменяется катодный ток и равный ему анодный ток. В этом заключается электростатический принцип управления анодным током. Если потенциал анода отрицателен относительно катода, то поле между анодом и катодом является тормозящим для электронов, вылетающих из катода. Эти электроны под действием поля тормозятся и возвращаются на катод. В этом случае катодный и анодный токи равны нулю. Таким образом, основным свойством диода является его способность проводить ток в одном направлении. Диод обладает односторонней проводимостью.
Маломощные детекторные диоды выпускаются с катодами косвенного накала. Они имеют электроды небольшого размера, рассчитаны на малые анодные токи, малую предельную мощность, выделяемую на аноде, и невысокое обратное напряжение. Детекторные диоды для высоких и сверхвысоких частот делают с возможно меньшей емкостью. Более мощные диоды (кенотроны) для выпрямления переменного тока электросети выпускаются с катодами как прямого, так и косвенного накала, и рассчитаны на более высокое обратное напряжение. Широкое применение имеют двойные диоды, т. е. два диода в одном баллоне.
