این راهنما تعریف دیود زنر، مشخصات، مشخصات، کاربردها، نحوه کار و نماد آن را در نمودار مدار معرفی می کند. اگر از علاقه مندان به الکترونیک هستید یا در محل کار با دیود زنر در تماس هستید، می توانید از طریق این اشتراک گذاری درک بهتری از دیود زنر داشته باشید. بیایید به خواندن ادامه دهیم!

اشتراک گذاری مراقبت است!

محتوا

● دیود زنر چیست؟

● 3 ویژگی اصلی دیود زنر

● مشخصات دیود زنر

● کاربردهای دیود زنر چیست؟

● دیود Zner چگونه کار می کند؟

● نماد دیود زنر چیست؟

● پاسخ به برخی سوالات مهم

● نتیجه

دیود زنر چیست؟

دیودهای زنر دستگاه‌های نیمه‌رسانای گسسته مبتنی بر سیلیکون هستند که اجازه می‌دهند جریان به صورت دو طرفه جریان یابد - معکوس یا رو به جلو. دیودها از یک اتصال سیلیکونی PN با دوپ شدید تشکیل شده‌اند که پس از رسیدن به آستانه ولتاژ خاصی در جهت معکوس هدایت می‌شود.

دیودهای زنر دارای ولتاژ شکست معکوس تنظیم شده هستند. هنگامی که به این امر رسید، آنها شروع به هدایت جریان می کنند و بدون وقفه در جهت بایاس معکوس بدون متحمل شدن آسیب به کار خود ادامه می دهند. یکی از مزایای اصلی دیودهای زنر این است که دامنه متغیر ولتاژ همچنان یک افت ولتاژ ثابت را در سراسر دیود حفظ می کند. در نتیجه، دیودهای زنر می توانند برای برنامه های تنظیم ولتاژ استفاده شوند.

مقدمه ای بر دیودهای زنر که نحوه عملکرد آنها را توضیح می دهد

3 ویژگی اصلی دیود زنر

دیودهای زنر مانند دیودهای معمولی زمانی که در داخل هستند عمل می کنند حالت تعصب رو به جلو.

● ولتاژ روشن شدن بایاس بین 0.3 تا 0.7 ولت دارند. هنگام اتصال در حالت معکوس، جریان نشتی کوچکی در اکثر برنامه ها وجود دارد.

● با افزایش ولتاژ معکوس به ولتاژ شکست تنظیم شده، جریانی از دیود عبور خواهد کرد. هنگامی که جریان به حداکثر افزایش می یابد (که توسط مقاومت ها به صورت سری تعیین می شود)، سپس تثبیت می شود و در محدوده وسیعی از ولتاژ اعمال شده ثابت می ماند.

● صرف نظر از مقدار جریان عبوری از دیود، ولتاژ تقریباً ثابت می ماند. این در مورد تغییرات جریان زیاد نیز صادق است، به شرطی که جریان دیود بین حداکثر جریان و جریان شکست باقی بماند.

خودکنترلی قوی دیود زنر برای تنظیم و تثبیت تغییرات بار یا منبع تغذیه در برابر منبع ولتاژ بسیار مفید است. این آن را به یک ویژگی کلیدی تبدیل می کند زیرا دیود را قادر می سازد در انواع برنامه های تنظیم کننده ولتاژ استفاده شود.

مشخصات دیود زنر

برخی از مشخصات بین دیودهای زنر جداگانه متفاوت است. اینها عبارتند از اتلاف توان، ولتاژ کاری نامی و حداکثر جریان معکوس. مشخصات متداول اضافی عبارتند از:

● ولتاژ زنر - این ولتاژ به ولتاژ شکست معکوس مربوط می شود. این بسته به دیود خاص از 2.4 ولت تا 200 ولت متغیر است

● جریان (حداکثر) - حداکثر جریان در ولتاژ نامی Zener. این می تواند از 200uA تا 200A متغیر باشد

● جریان (حداقل) - حداقل جریان مورد نیاز در ولتاژ زنر برای شکست دیود. این معمولا بین 5 میلی آمپر تا 10 میلی آمپر است

● رتبه بندی توان - حداکثر امتیاز اتلاف توان دیود، شامل جریان عبوری از دیود و ولتاژ دو طرف آن. مقادیر استاندارد شامل 400mW، 500mW، 1W و 5W است. با دیودهای روی سطح، مقادیر معمولی 200mW، 350mW، 500mW و 1W هستند.

● تحمل ولتاژ - معمولاً ± 5٪

● پایداری دما - پایدارترین دیودها معمولاً تقریباً 5 ولت هستند

● مقاومت زنر - مقاومت نشان داده شده توسط دیود

کاربردهای دیود زنر چیست؟

دیودهای زنر برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود، از جمله:

● تنظیم ولتاژ

● مرجع ولتاژ

● سرکوب موج

● تغییر برنامه ها

● مدارهای کلیپر

استفاده از دیود زنر برای ایجاد یک ولتاژ خروجی با ریپل کم تثبیت شده تحت شرایط جریان بار متغیر امکان پذیر است. وقتی یک مقاومت محدود کننده جریان مناسب برای عبور جریان جزئی از منبع ولتاژ از طریق دیود استفاده می شود، جریان کافی برای حفظ افت ولتاژ مورد نیاز انجام می شود. با تغییر مقدار بار، میانگین ولتاژ خروجی نیز تغییر می کند. با این حال، افزودن یک دیود زنر می تواند یک ولتاژ خروجی یکنواخت ایجاد کند.

با توجه به آنچه گفته شد، همچنین باید توجه داشت که دیودهای زنر ممکن است گاهی اوقات نویز الکتریکی در منبع DC ایجاد کنند، زیرا برای ثابت کردن ولتاژ کار می کنند. این در اکثر برنامه ها خوب است، اما ارزش بالایی را اضافه می کند خازن جداکننده به خروجی دیود می تواند با ایجاد صافی اضافی مشکل را برطرف کند.

از آنجایی که دیودهای زنر می توانند در شرایط بایاس معکوس کار کنند، می توان از آنها در مدارهای تنظیم کننده ولتاژ برای حفظ خروجی ولتاژ DC ثابت استفاده کرد. این ولتاژ ثابت را می توان با وجود هر گونه تغییر در ولتاژ ورودی یا تغییرات جریان بار حفظ کرد.

این مدار تنظیم کننده ولتاژ شامل یک مقاومت محدود کننده جریان است که به صورت سری به ولتاژ ورودی متصل می شود. سپس دیود و بار باید به صورت موازی به هم متصل شوند. خروجی ولتاژ تثبیت شده و ولتاژ شکست دیود همیشه یکسان خواهد بود.

دیود زنر چگونه کار می کند؟

اصل کار یک دیود زنر با علت آن مشخص می شود خرابی دیود در شرایط بایاس معکوس. معمولاً دو نوع وجود دارد - خرابی زنر و خرابی بهمن.

خرابی زنر

خرابی زنر با ولتاژ بایاس معکوس بین 2 ولت و 8 ولت اتفاق می افتد. شدت میدان الکتریکی برای اعمال نیرو به الکترون‌های ظرفیتی کافی است و آنها را از هسته‌ها جدا می‌کند - حتی در این ولتاژ پایین. این فرآیند جفت‌های متحرک الکترون-حفره را تشکیل می‌دهد، بنابراین جریان جریان را افزایش می‌دهد.

خرابی زنر معمولاً برای دیودهای بسیار دوپ شده با میدان الکتریکی زیاد و ولتاژ شکست کم رخ می دهد. انرژی بیشتری با افزایش دما توسط الکترون های ظرفیت به دست می آید، بنابراین به ولتاژ بیرونی کمتری نیاز دارد. این همچنین به این معنی است که ولتاژ شکست زنر در کنار دما کاهش می یابد.

خرابی بهمن

خرابی ولتاژ همچنین در شرایط بایاس معکوس، در حداقل 8 ولت، برای دیودهای دارای دوپ سبک که دارای ولتاژ شکست زیاد هستند، رخ می دهد. الکترون هایی که از طریق دیود جریان می یابند با الکترون های پیوند کووالانسی برخورد می کنند و آن را مختل می کنند.

سرعت الکترون‌ها با افزایش ولتاژ افزایش می‌یابد، به این معنی که پیوندهای کووالانسی می‌توانند راحت‌تر مختل شوند. همچنین باید توجه داشت که ولتاژ شکست بهمن همراه با دما افزایش می یابد.

نماد دیود زنر چیست؟

تصاویر زیر نماد استاندارد دیود زنر را نشان می دهد که در یک نمودار مدار استفاده می شود. این نماد نشان می دهد که چگونه وجود یک دیود زنر در یک نمودار مداری مشخص می شود. به طور مشابه، اگر این نماد را در نمودار مدار مشاهده کردید، به این معنی است که یک دیود زنر در آن نقطه از مدار وجود دارد.

سپس این نمودار بر اساس موارد فوق ساخته شده و اطلاعات بیشتری در مورد دیود زنر نشان می دهد. خط بالای نمودار نماد دیود به اضافه مثبت و منفی را در ارتباط با آند و کاتد نشان می دهد. خط پایین نمودار همین را نشان می دهد، به جز با یک نسخه ساده شده از یک دیود واقعی برخلاف نماد دیود زنر.

سوالات متداول

1. س: آیا می توان چند دیود زنر را به صورت سری وصل کرد؟

پاسخ: چندین دیود زنر را می توان به صورت سری وصل کرد، معمولاً برای رسیدن به یک ولتاژ زنر خاص. با این حال، اگر از چندین دیود استفاده می کنید، باید جریان زنر را نیز کنترل کنید و اطمینان حاصل کنید که از حداکثر مقدار تجاوز نکنید.

این به این دلیل است که حداکثر جریان زنر مجاز برابر با کمترین دیود متصل به صورت سری است. این همچنین به این معنی است که وقتی دو دیود زنر به صورت سری به هم متصل می شوند، اگر دیودها دارای مشخصات جریان زنر یکسان نباشند، جریان یا ولتاژ زنر مشخص شده را نشان نمی دهند.

2. س: تفاوت بین دیود زنر و دیود چیست؟

پاسخ: دیود یک دستگاه نیمه هادی رسانای یک طرفه (یک جهته) است. دیودهای زنر نیز دستگاه های نیمه هادی هستند، اما تفاوت اصلی این است که آنها می توانند الکتریسیته را تحت شرایط بایاس رو به جلو و معکوس هدایت کنند.

تفاوت مهم دیگر بین این دو نوع، شدت دوپینگ است. دیودهای سنتی معمولاً دوپینگ متوسطی دارند، در حالی که دیودهای زنر برای دستیابی به ولتاژ شکست بالاتر دوپینگ بیشتری دارند.

3. س: دیودهای زنر کجا استفاده می شوند؟

دیود زنر به طور گسترده در دستگاه های مختلف الکترونیکی استفاده می شود و یکی از اجزای اساسی مدارهای الکترونیکی است. آنها برای تولید ریل برق پایدار کم مصرف از ولتاژ بالاتر و ارائه ولتاژ مرجع برای مدار، به ویژه منبع تغذیه پایدار مانند ساختمان در یک مدار استفاده می شوند. رگولاتور DC / DC برای حفاظت از اضافه ولتاژ.

4. س: مزایای دیودهای زنر چیست؟

دیود زنر ارزان تر از دیود دیگر است. از دیود می توان برای تنظیم و تثبیت ولتاژ در مدار استفاده کرد. این دیودها استانداردهای عملکرد بالایی دارند. جریان جاری را کنترل کنید.

نتیجه

در مورد آن، ما اطلاعات اولیه در مورد دیود زنر، از جمله تعریف، ویژگی ها، مشخصات، کاربردها، نحوه عملکرد آن و نحوه ذکر آن در نمودار مداری را می آموزیم. داشتن درک بهتر از دیود زنر می تواند به شما کمک کند تا از آنها در مدار تنظیم ولتاژ استفاده کنید. نظر شما در مورد دیود زنر چیست؟ نظرات خود را در زیر بنویسید و در اسرع وقت به شما پاسخ خواهیم داد. اگر فکر می کنید این اشتراک برای شما مفید است، فراموش نکنید که آن را به اشتراک بگذارید!

همچنین خواندن

● چیزهایی که نباید درباره متای فیسبوک و متاورس از دست بدهید

● تفاوت AM و FM چیست؟

● چگونه LTM8022 μModule Regulator طراحی بهتری برای منبع تغذیه ارائه می دهد؟

● چگونه رگولاتورهای ولتاژ مبتنی بر دیود زنر را تشخیص دهیم؟

قبلی:چگونه پاسخ گذرا یک رگولاتور سوئیچینگ را اندازه گیری کنیم؟

بعد:معرفی مختصر مبدل مقاومتی (همراه با عکس)