Mathematical Engineering - Elettrotecnica

Laboratorio Numerico 2

Laboratory

Rilievo della caratteristica di un Diodo in serie ad un Resistore Si vuole determinare numericamente la caratteristica di un bipolo composto dalla serie di un Diodo D e di un resistore Rs e se ne vuole tracciare il grafico. Questo tipo di operazione può essere effettuata in due modi diversi: Metodo 1 Questo modo di procedere ricalca quando dice la teoria circa la composizione in serie; si impone un valore di corrente ai bipoli in serie e si calcola la tensione somma delle tensioni ai capi dei due bipoli per ogni valore di corrente. Circuitalmente questo corrisponde a risolvere il circuito di figura 1 per uno sweep di valori della corrente del generatore Ag. Il limite pratico di questo metodo sta nel range praticamente utilizzabile di corrente; infatti, dal momento che la corrente nel diodo non può assumere valori negativi di ampiezza significativa ( ), si riesce a tracciare soltanto la parte della caratteristica con . Metodo 2 Questo secondo metodo corrisponde a quanto effettivamente viene fatto in laboratorio (figura 2). Si agisce variando il valore del generatore di tensione Eg in serie al resistore Rg. In questo modo non si impone direttamente la corrente in serie al diodo ma si varia la retta di carico (Eg, Rg) e la corrente che si instaura rappresenta il valore che viene utilizzato per la composizione in serie. Questo metodo non ha le limitazioni del precedente, infatti al variare di Eg si può portare il diodo a funzionare in qualsiasi punto della sua caratteristica. I bipoli hanno le seguenti caratteristiche note in forma analitica: Diodo: che può essere scritta in forma controllata in tensione come: Resistore: Si vuole tracciare il grafico delle singole caratteristiche e quello della caratteristica risultante con le convenzioni degli utilizzatori Parametri dei componenti clc; clear all ; Rs = 100; %resistore serie Rg = 100; %metodo 2   % Parametri del diodo Is = 7e-10; %corrente di saturazione n=1.8; k = 1.38e-23; %costante di Boltzmann T = 300.0; %temperatura in Kelvin q = 1.6e-19; %carica dell'elettrone VT = n*k*T/q; %tensione termica   %Relazione costitutiva del diodo (nelle due versioni v=r(i) e i=g(v)) idd = @(vdd) Is*(exp(vdd/VT)-1); vd = @(id) VT * log(1.0 + id/Is);   %equazione del resistore vr = @(ir) Rs*ir;   Metodo 1% Tracciamento delle caratteristiche: sweep del generatore di corrente nell'intervallo [0, Imax] % Limito lo sweep a valori positivi di corrente perchè controllando in % corrente non riesco a tracciare in maniera accurata il tratto di % caratteristica del diodo per vd