(48) 定電圧源回路の静特性

以下の最も簡単な定電圧源回路を考えます。これは非線形回路の例になります。

対応する方程式は以下です。

二番目の式は、Shockleyのダイオード方程式です。は飽和漏れ電流、qは素電荷、Tは絶対温度、kはBoltzmann定数です。

室温(T=298K)、抵抗100Ωの条件で、入力12Vと12.1Vの時の出力を計算してみましょう。

/* 8.1.13m */
i0 : 10 ^ (-10)$
r : 10 ^ 2$
k : 1.39 * 10 ^ (-23)$
t : 298$
q : 1.6 * 10 ^ (-19)$
a : q / (k * t)$
sol1 : find_root((12.0 - v2) / r = i0 * (%e ^ (a * v2) - 1), v2, 0.4, 0.6)$
sol2 : find_root((12.1 - v2) / r = i0 * (%e ^ (a * v2) - 1), v2, 0.4, 0.6)$
print(sol1, " ", sol2, " ")$
(sol2 - sol1) / 0.1;

ダイオードの順方向電圧が約0.54Vで、この定電圧源が入力変動に対して、出力変動の減衰率が0.002であることが求められました。

参考文献

1. Crandall, Mathematica―理工系ツールとしての (アジソン ウェスレイ・トッパン情報科学シリーズ) p.229-p.234
2. ウィキペディア, ダイオード