12/16/2015| Da Jia (Rabiyya Khan)
Un diodo Zener è un dispositivo a semiconduttore di silicio che permette alla corrente di fluire in avanti o indietro. Il diodo è costituito da una giunzione p-n speciale, fortemente drogata, progettata per condurre nella direzione inversa quando viene raggiunta una certa tensione specificata.,
Il diodo Zener ha una tensione di rottura inversa ben definita, alla quale inizia a condurre la corrente e continua a funzionare continuamente nella modalità di polarizzazione inversa senza danneggiarsi. Inoltre, la caduta di tensione attraverso il diodo rimane costante su un’ampia gamma di tensioni, una caratteristica che rende i diodi Zener adatti per l’uso nella regolazione della tensione.
Funzionamento del diodo Zener
Il diodo Zener funziona proprio come il diodo normale quando è in modalità forward-bias e ha una tensione di accensione compresa tra 0,3 e 0,7 V., Tuttavia, quando è collegato in modalità inversa, che è usuale nella maggior parte delle sue applicazioni, può fluire una piccola corrente di dispersione. Quando la tensione inversa aumenta fino alla tensione di rottura predeterminata (Vz), una corrente inizia a fluire attraverso il diodo. La corrente aumenta al massimo, che è determinata dal resistore di serie, dopo di che si stabilizza e rimane costante su un ampio intervallo di tensione applicata.,
Figura 1: Caratteristiche del diodo Zener IV
Ripartizione Zener
La ripartizione è dovuta all’effetto di ripartizione Zener che si verifica al di sotto di 5,5 V o alla ionizzazione da impatto che si verifica al di sopra di 5,5 V. Entrambi i meccanismi hanno lo stesso comportamento e non richiedono circuiti
L’effetto Zener ha un coefficiente di temperatura negativo mentre l’effetto impatto sperimenta un coefficiente positivo. I due effetti di temperatura sono quasi uguali a 5.,5 V e si annullano a vicenda per rendere i diodi Zener valutati a circa 5,5 V i più stabili in un’ampia gamma di condizioni di temperatura.
Specifiche del diodo Zener
I diodi Zener variano in specifiche come la tensione di funzionamento nominale, la dissipazione di potenza, la corrente inversa massima e l’imballaggio. Alcune specifiche comunemente utilizzate includono:
- Tensione Vz: La tensione Zener si riferisce alla tensione di rottura inversa-2,4 V a circa 200 V; può arrivare fino a 1 kV mentre il massimo per il dispositivo montato a superficie (SMD) è di circa 47 V).
- Corrente Iz (max.,): Corrente massima alla tensione Zener nominale Vz-200 uA a 200 A).
- Iz corrente (min.): Corrente minima richiesta per la rottura del diodo-5 mA e 10 mA.
- Potenza nominale: La potenza massima il diodo Zener può dissipare; dato dal prodotto di tensione attraverso il diodo e la corrente che scorre attraverso. I valori tipici sono 400 mW, 500 mW, 1 W e 5 W; per montaggio superficiale, 200 mW, 350 mW, 500 mW e 1 W sono tipici.
- Tolleranza di tensione: tipicamente ±5%.
- Stabilità di temperatura: diodi intorno 5 V hanno la migliore stabilità.,
- Pacchetto: dispositivi al piombo e il montaggio superficiale sia come dispositivi discreti o all’interno di circuiti integrati.
- Resistenza Zener (Rz): Il diodo presenta una certa resistenza come evidente dalle caratteristiche IV.
Figura 2: Resistenza del diodo Zener
Applicazioni del diodo Zener
I diodi zener sono utilizzati per la regolazione della tensione, come elementi di riferimento, soppressori di sovratensioni e in applicazioni di commutazione e circuiti clipper.
Regolatore di tensione
La tensione di carico è uguale a tensione di rottura VZ del diodo., La resistenza di serie limita la corrente attraverso il diodo e scende la tensione in eccesso quando il diodo sta conducendo.
Figura 3: diodo Zener regolatore shunt
Zener diodo di protezione da sovratensione
Se la tensione di ingresso aumenta ad un valore superiore al Zener tensione di rottura, la corrente scorre attraverso il diodo e creare una caduta di tensione sulla resistenza; questo provoca l’SCR e crea un corto circuito a terra. Il cortocircuito apre il fusibile e disconnette il carico dall’alimentazione.,
Figura 4: Circuito SCR sovratensione piede di porco
Circuiti di ritaglio diodo Zener
I diodi Zener vengono utilizzati per modificare o modellare i circuiti di ritaglio della forma d’onda AC. Il circuito di ritaglio limita o ritaglia parti di uno o entrambi i semicicli di una forma d’onda AC per modellare la forma d’onda o fornire protezione.
Figura 5: Circuiti di clipping del diodo Zener