11.1 : הדיודה האידיאלית

דיודה היא התקן מוליכים למחצה המאפשר לזרם לזרום בכיוון אחד בלבד, מה שהופך אותו למרכיב חיוני במעגלים אלקטרוניים לשליטה בכיוון זרימת הזרם. דיודה אידיאלית היא גרסה פשוטה של ​​דיודה אמיתית המשמשת כדי להבין איך דיודות עובדות במעגלים. יש לו שני מסופים: האנודה החיובית והקתודה, שהיא שלילית. כאשר מתח חיובי מופעל על האנודה ביחס לקתודה, הדיודה נמצאת במצב מוטה קדימה, מה שמאפשר לזרם לזרום. לעומת זאת, כאשר הקתודה נמצאת בפוטנציאל גבוה יותר מהאנודה, הדיודה מוטה הפוכה. זה מעכב את זרימת הזרם, ומתפקד כמתג פתוח.

ההתנהגות של דיודה אידיאלית מתוארת באמצעות מאפיינים ליניאריים של I-V (זרם-מתח), הכוללים שני מקטעים: קו אנכי הממחיש את זרימת הזרם בהטיה קדימה וקו אופקי שמסמל אי זרימת זרם במצב מוטה הפוכה. מודל זה מציג מעבר חד בין מצבי הולכה למצבי אי-הולכה, ומבטל את העקומה ההדרגתית בדיודות אמיתיות.

בעוד שלדיודות אמיתיות יש נפילת מתח מסוימת כשהן מוטות קדימה וזרם דליפה זעיר כשהן מוטות הפוכה, מודל הדיודה האידיאלי מתעלם מהיבטים אלה כדי לפשט את ניתוח המעגלים. מודל זה משמעותי במעגלים מיישרים הממירים AC ל-DC. במהלך מחזורים חיוביים של AC, הדיודה האידיאלית מוליכה, מה שהופך את מתח המוצא לשווה לכניסה. במחזורים שליליים, הוא חוסם זרם, מה שמוביל לאפס מתח מוצא. תהליך זה מביא לפלט DC, חיוני עבור מכשירים אלקטרוניים רבים הדורשים הספק יציב ורציף.