如何分析这个二极管电路？

我正在尝试手工分析这个简单的二极管电路，但是似乎还不能太过分。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

在电路实验室中，很明显电流会流过两个二极管，从概念上讲，这对我来说很有意义，但是，尝试使用“恒压降”模型进行分析会导致电路无法解决。

^{模拟该电路}

我曾尝试使用叠加，节点分析以及仅使用KVL，但似乎无法弄清楚如何解决此电路。帮助将不胜感激！

所示电路不可行-或者，如果必须，您可以分两个阶段进行分析：

阶段1：

• 每个1n4148二极管的额定连续电流为200 mA，峰值重复电流为450 mA。
• 按照指示进行接线时，每个二极管将在电流超过绝对最大额定值之前下降大约1至1.5伏（数据表中的图3）。
• 由于电源电压为5伏，这远远超过了上面指出的最大3伏，因此两个二极管之一将被烧坏。

阶段2.a：如果D2烧毁并断路：

• 由于D2现在开路，V _out上将没有电压
• 结果：V _out = 0伏

阶段2.b：如果D1烧坏并断路：

• V _输出 = V1-V _D2 = 〜4.4伏

然后，D1或D2可能会变短。结果分析留给您做:-)

CircuitLab之所以能够解决电路问题，是因为它无法仿真结温达到极限以上之类的影响，从而使半导体熔化。

二极管不是固定的电压降。通过二极管的电流通过指数方程与电压相关。指数方程式永远存在：对于任何可以想象的电压，您都可以找到电流。实际上，存在多个方程，因为即使这些方程也是真实行为的理想化。二极管建模Wikipedia文章不胜枚举。

在直流仿真中，您忘记添加用于查看二极管电流的表达式，这是设计人员必须考虑的重要因素。直流解算器报告流过顶部二极管的电流为2.755A，流过底部二极管的电流为2.750A（因为电阻消耗的电流为0.005）。是的，二极管的电压下降了2.5V，但是通过吸收非常大的电流。每个二极管耗散6.9W。您为什么不查阅1N4148的数据表以了解实际极限？

也许电路是可以实现的。但是，如果是这样，则必须采用低温冷却机制才能将结温保持在极限范围内！即使工作正常，结果也不大可能与CircuitLab的DC Solver一致：二极管之间的电压不会恰好介于0和5之间。

解决“不可能”电路的一种方法是，想象二极管具有一个大电阻，该电阻可以用一个很小的串联电阻来近似（然后继续将它们视为固定电压降）：

这在物理上是不正确的，并且仍然忽略了二极管将被破坏的现实，但这是再现DC Solver结果的一种方法。（650$m\Omega$ 数字经过精加工以使其达到大约相同的值，同时保持700 mV的假设。）

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

如果双击二极管符号，将会看到CircuitLab用于二极管中串联电阻（参数R_S）的实际值为0.568 $\Omega$。比上面的数据少一点，这意味着CircuitLab计算出的PN结两端的电压高于0.7。如果我们采用0.568，则表示该电阻两端的电压降（V = IR）约为2.755A * 0.568，或约为1.56V。每个二极管的两个1.565V压降为0.935V。即，CircuitLab应用了一些指数公式来确定正向电压，考虑到R_S，它可以解决至0.935V。

就您的第二条电路而言，它是无法解决的，因为它是无效的。除非它们具有完全相同的电压，否则您无法并联连接理想电压源，在这种情况下，这毫无意义，因为它们等效于具有该电压的单个电压源。如果两个不相等的电压源并联，它们将彼此短路：它们的差电压面对零欧姆阻抗。理想的电压源在现实世界中并不存在，但是试图表现得像理想的电压源的设备也不希望以这种方式连接在一起。

附录：Shockley公式在CircuitLab图形上的应用。

我们已经知道了最终电流 $I$为2.755 A，与串联电阻R_S一起使用时，二极管两端的压降必须约为0.935。让我们看看0.935是否可以返回当前值。 $V_D$只是那个电压降。价值$n$（理想因数）在CircuitLab的二极管模型中给出。是1.752。假设对于$V_T$，热电压。的$I_S$ 值也给出：2.92E-9。

处理数字，我们得到 $I = 2.92\times10^{-9}\left(e^{0.935/\left(1.752\times0.026\right)}-1\right) = 2.397A$

这在2.755当前值的范围内。显然，CircuitLab并未使用该公式，而是使用了更高级的公式，其中二极管的其他参数起作用。