Unidad didáctica B: El diodo

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donde V DQ e I DQ son los valores correspondientes al punto de operación (régimen estático) que fija la fuente V Th y han sido obtenidos en el apartado anterior. Las magnitudes incrementales, ∆v D e ∆i D , representan las desviaciones observadas cuando actúa la señal ∆v s . La ley de Kirchoff de las tensiones arroja −v + i R + v = 0 ⇒ v = i R + v D E D D E D (2.27) que junto a las ecuaciones anteriores permite escribir V Th + ∆v s = ( I + ∆i ) R + ( V + ∆v ) DQ D E DQ D (2.28) como quiera que cuando ∆v s =0 teníamos que en el punto Q V = I R + V Th DQ E DQ (2.29) nos queda que ∆v s = ( ∆iD ) RE + ∆vD (2.30) que es una relación entre magnitudes incrementales. Utilizando KVL podemos representar esta ecuación por un circuito. Esto lo haremos procediendo “al contrario” con la ley de Kirchoff, es decir buscamos un circuito tal que al aplicar esa ley nos dé la ecuación. El resultado es el circuito de la Figura 2.22 al que llamaremos circuito incremental porque en él las magnitudes son incrementales. Figura 2.22 Circuito incremental Hemos colocado un círculo sobre el símbolo del diodo porque, a priori, no sabemos cuál es el elemento que sustituye al diodo en el circuito incremental. Esto es algo que deberemos estudiar. Con la resistencia no ocurre lo mismo ya que es un elemento lineal y una de las propiedades de los elementos lineales es ésta: la caída de tensión incremental en la resistencia es ∆i D·R E . 66
Comparando los esquemáticos del circuito de partida (Figura 2.21) y del incremental (Figura 2.22) observamos que las fuentes independientes invariables en el tiempo se han anulado (V Th no aparece), los elementos lineales no cambian (R E está justo donde estaba), los elementos no lineales puede que varíen (el diodo cambia) y las magnitudes (corrientes y tensiones) tienen delante un símbolo ∆. En este caso la recta de carga del diodo se desplaza paralelamente respecto a la recta de carga en continua de la figura , así se producen incrementos de tensión ∆v D y de corriente ∆i D , como se dibuja en la figura . Los incrementos también podrían ser negativos y la línea discontínua estaría debajo de la recta de carga. A la nueva recta de carga la llamamos recta de carga dinámica. Figura 2.23 Recta de carga del circuito incremental. 2.6.2 Modelo en pequeña señal del diodo En este apartado deduciremos el modelo del “diodo incremental”. Buscamos una ecuación constitutiva lineal del diodo que exprese relaciones entre magnitudes incrementales. En primer lugar nos ocuparemos del funcionamiento en régimen estático del diodo. Mejor dicho, nos ocuparemos del régimen cuasiestático, porque debido a la presencia de la fuente de señal ∆v s hay variación de las corrientes y tensiones con el tiempo y, rigurosamente, no se trata del régimen estático. Lo que queremos decir con la palabra cuasiestático es que la señal posee una frecuencia lo suficientemente baja como para que la impedancia (algo así como una resistencia) del condensador C D sea muy grande y equivalga a un circuito abierto. Recordemos que la impedancia del condensador cuya capacitancia es 1 Z C = jwC (2.31) y si ω es muy baja presenta un valor muy grande y equivale a un circuito abierto. 67
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