Диод с вольт-амперной характеристикой, изображённой на рисунке, подсоединён к батарее с ЭДС 6 В через сопротивление 1,5 кОм. Определите ток в цепи. При каком сопротивлении диод перестаёт работать на прямолинейном участке характеристики?
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Батарея \(\mathcal{E}=6\) В, \(R=1{,}5\) кОм. Нагрузочная прямая в осях \((V,I)\):
\[ I=\frac{6-V}{1{,}5}\quad\text{(мА, если \(V\) в вольтах, \(R\) в кОм)}. \]Она идёт из точки \((0;\,4\,\text{мА})\) в точку \((6\,\text{В};\,0)\). По рисунку ВАХ диода имеет прямолинейный рабочий участок (после порога около 1 В до излома в районе 4 В / 4 мА). Прямая пересекает этот участок в точке
\[ V=3\ \text{В},\qquad I=2\ \text{мА}. \]Это и есть ток в цепи.
Прямолинейный участок ВАХ ограничен двумя изломами. Нагрузочные прямые, проходящие через эти изломы, отвечают граничным сопротивлениям. По числам рисунка (излом у начала участка и у точки \(\sim4\) мА / \(\sim4\) В) получается
\[ R<0{,}3\ \text{кОм}\qquad\text{и}\qquad R>3\ \text{кОм}: \]при слишком малом \(R\) прямая почти вертикальна и пересекает ВАХ уже на верхнем загибе; при слишком большом \(R\) прямая пологая и попадает на начальный «закрытый» участок. Между этими значениями диод работает на прямой.