12/16/2015| By Jia (Rabiyya Khan)

dioda Zenera jest urządzeniem półprzewodnikowym krzemowym, które umożliwia przepływ prądu w kierunku do przodu lub do tyłu. Dioda składa się ze specjalnego, mocno domieszkowanego złącza p-n, zaprojektowanego do prowadzenia w odwrotnym kierunku po osiągnięciu określonego napięcia.,

dioda Zenera ma dobrze zdefiniowane napięcie odwróconego przebicia, przy którym zaczyna przewodzić prąd i kontynuuje pracę w trybie odwrotnego biasu bez uszkodzenia. Dodatkowo spadek napięcia na diodzie pozostaje stały w szerokim zakresie napięć, co sprawia, że diody Zenera nadają się do stosowania w regulacji napięcia.

działanie diody Zenera

dioda Zenera działa tak samo jak normalna dioda w trybie odchylania do przodu i ma napięcie włączania od 0,3 do 0,7 V., Jednak po podłączeniu w trybie odwrotnym, co jest zwykle w większości zastosowań, może przepływać mały prąd upływowy. Wraz ze wzrostem napięcia odwrotnego do wcześniej ustalonego napięcia przebicia (Vz), prąd zaczyna przepływać przez diodę. Prąd wzrasta do maksimum, co określa rezystor szeregowy, po czym stabilizuje się i pozostaje stały w szerokim zakresie przyłożonego napięcia.,

Rysunek 1: Charakterystyka diody Zenera IV

podział Zenera

podział wynika albo z efektu rozpadu Zenera, który występuje poniżej 5,5 V, albo z jonizacji uderzeniowej, która występuje powyżej 5,5 V. oba mechanizmy powodują to samo zachowanie i nie wymagają różnych obwodów; jednak każdy mechanizm ma inny współczynnik temperatury.

efekt Zenera ma ujemny współczynnik temperaturowy, podczas gdy efekt uderzenia doświadcza dodatniego współczynnika. Dwa efekty temperatury są prawie równe przy 5.,5 V i eliminują się nawzajem, aby diody Zenera o napięciu około 5,5 V były najbardziej stabilne w szerokim zakresie warunków temperaturowych.

specyfikacje Diod Zenera

diody Zenera różnią się specyfikacjami, takimi jak nominalne napięcie robocze, rozpraszanie mocy, maksymalny prąd wsteczny i opakowanie. Niektóre powszechnie używane specyfikacje obejmują:

  • napięcie Vz: napięcie Zenera odnosi się do odwrotnego napięcia przebicia—2,4 V do około 200 V; może wzrosnąć do 1 kV, podczas gdy maksimum dla urządzenia do montażu powierzchniowego (SMD) wynosi około 47 V).
  • Aktualny Iz (maks.,): Maksymalny prąd przy znamionowym napięciu Zenera Vz-200 UA do 200 A).
  • Aktualny Iz (min.): Minimalny prąd wymagany do awarii diody – 5 mA i 10 mA.
  • ocena mocy: maksymalna moc diody Zenera może rozpraszać; podana przez iloczyn napięcia na diodzie i przepływającego prądu. Typowe wartości to 400 mW, 500 mW, 1 w I 5 W; dla montażu powierzchniowego typowe są 200 mW, 350 mW, 500 mW i 1 w.
  • tolerancja napięcia: zwykle ±5%.
  • stabilność temperatury: Diody około 5 V mają najlepszą stabilność.,
  • Pakiet: urządzenia przewodowe i montaż powierzchniowy jako urządzenia dyskretne lub w układach scalonych.
  • Rezystancja Zenera (Rz): dioda wykazuje pewną rezystancję, jak wynika z charakterystyki IV.

Rysunek 2: rezystancja Diod Zenera

zastosowania Diod Zenera

diody Zenera są używane do regulacji napięcia, jako elementy odniesienia, tłumiki przepięć, a także w aplikacjach przełączających i obwodach clipper.

regulator napięcia

napięcie obciążenia jest równe napięciu przebicia vz Diody., Rezystor szeregowy ogranicza prąd przez diodę i obniża nadmiar napięcia, gdy dioda przewodzi.

Rysunek 3: regulator bocznikowy diody Zenera

dioda Zenera w ochronie przeciwprzepięciowej

Jeśli napięcie wejściowe wzrośnie do wartości wyższej niż napięcie przebicia Zenera, prąd przepływa przez diodę i tworzy spadek napięcia na rezystorze; to wyzwala SCR i tworzy zwarcie do masy. Zwarcie otwiera bezpiecznik i odłącza ładunek od zasilania.,

Rysunek 4: obwód łomu przepięciowego SCR

obwody przycinające diody Zenera

diody Zenera są używane do modyfikowania lub kształtowania obwodów przycinających przebieg prądu przemiennego. Obwód odcinający ogranicza lub zaciska części jednego lub obu pół cykli przebiegu prądu przemiennego, aby ukształtować kształt przebiegu lub zapewnić ochronę.

Rysunek 5: obwody obcinające diody Zenera