Popoln vodnik po Zener diodah v letu 2021

Zener dioda je zelo uporabna, ko gre za regulacijo in stabilizacijo sprememb obremenitve ali napajanja glede na vir napetosti in druge aplikacije. Kaj veš o Zener diodi? 

Ta priročnik bo predstavil definicijo Zener diode, njene značilnosti, specifikacije, aplikacije, kako deluje in njen simbol v diagramu vezja. Če ste navdušenec nad elektroniko ali pridete v stik z Zener diodo pri delu, lahko bolje razumete Zener diodo s tem deležem. Nadaljujmo z branjem!

Skupna raba je skrbna!

vsebina

● Kaj je Zener dioda?

● 3 Glavne značilnosti Zener diode

● Specifikacije Zener diode

● Kakšne so aplikacije Zener diode?

● Kako deluje Zner dioda?

● Kaj je simbol Zener diode?

● FAQ

● zaključek

Kaj je Zener dioda? 

Zener diode so diskretne polprevodniške naprave na osnovi silikona, ki omogočajo dvosmerni pretok toka - bodisi nazaj ali naprej. Diode so sestavljene iz močno dopiranega PN silikonskega spoja, ki naj bi vodil v obratni smeri, ko je dosežen določen napetostni prag.

Zener diode imajo nastavljeno povratno napetost prekinitve. Ko je to doseženo, začnejo prevajati tok in nadaljujejo neprekinjeno delovanje v obratni smeri brez poškodb. Ena od glavnih prednosti Zener diod je, da bo različni razpon napetosti še vedno vzdrževal konstanten padec napetosti na diodi. Zaradi tega se lahko Zener diode uporabljajo za aplikacije za regulacijo napetosti.

Uvod v Zener diode, ki pojasnjujejo, kako delujejo

3 Glavne značilnosti Zener diode

Zener diode delujejo podobno kot običajne diode, ko so v prednapetostni način. 

● Imajo pristransko vklopno napetost med 0.3 in 0.7 V. Ko je priključen v obratnem načinu, je v večini aplikacij majhen tok uhajanja. 

● Ko se povratna napetost poveča na nastavljeno napetost prekinitve, bo skozi diodo tekel tok. Ko se tok poveča na maksimum (določen z upori v seriji), se bo nato stabiliziral in ostal konstanten v širokem razponu uporabljene napetosti.

● Ne glede na vrednost toka, ki teče skozi diodo, napetost ostane skoraj konstantna. To velja tudi za velike spremembe toka, pod pogojem, da tok diode ostane med maksimalnim tokom in prelomnim tokom.

Močna samokontrola Zener diode je zelo uporabna, ko gre za regulacijo in stabilizacijo sprememb obremenitve ali napajanja proti viru napetosti. Zaradi tega je ključna lastnost, saj omogoča uporabo diode v različnih aplikacijah regulatorjev napetosti.

Specifikacije Zener diode

Nekatere specifikacije se med posameznimi Zener diodami razlikujejo. Ti vključujejo odvajanje moči, nazivno delovno napetost in največji povratni tok. Dodatne običajne specifikacije vključujejo:

● Zener napetost - to se nanaša na povratno prekinjeno napetost. Ta se giblje od 2.4 V do 200 V, odvisno od specifične diode

● Tok (maksimalno) - največji tok pri nazivni Zener napetosti. To se lahko giblje od 200uA do 200A

● Tok (minimum) - najmanjši tok, potreben pri Zenerjevi napetosti, da se dioda pokvari. To je običajno med 5 mA in 10 mA

● Ocena moči – največja ocena razpršene moči diode, vključno s tokom, ki teče skozi diodo, in napetostjo na njej. Standardne vrednosti vključujejo 400mW, 500mW, 1W in 5W. Za površinsko nameščene diode so tipične vrednosti 200 mW, 350 mW, 500 mW in 1 W

● Toleranca napetosti - običajno ±5%

● Temperaturna stabilnost - najbolj stabilne diode so običajno približno 5V

● Zenerjev upor – upor, ki ga kaže dioda

Kakšne so aplikacije Zener diode? 

Zener diode se uporabljajo za vrsto aplikacij, vključno z:

● Regulacija napetosti

● Referenčna napetost

● Zatiranje prenapetosti

● Preklapljanje med aplikacijami

● Tokokrogi strižnika

Možno je uporabiti Zener diodo za ustvarjanje stabilizirane izhodne napetosti z nizkimi valovi v pogojih spremenljivega toka obremenitve. Ko a primeren upor za omejevanje toka se uporablja za prenos manjšega toka iz vira napetosti skozi diodo, bo preveden zadosten tok za vzdrževanje zahtevanega padca napetosti. Ko se spremeni vrednost obremenitve, se spremeni tudi povprečna izhodna napetost. Vendar pa lahko dodatek Zener diode ustvari enakomerno napetost.

Ob tem je treba omeniti tudi, da lahko Zener diode občasno povzročijo električni šum na napajanju DC, saj delujejo tako, da uravnavajo napetost. To je v redu v večini aplikacij, vendar dodaja visoko vrednost ločilni kondenzator na izhod diode lahko odpravi težavo z zagotavljanjem dodatnega glajenja.

Ker lahko Zener diode delujejo v stanju obratnega pristranskosti, jih je mogoče uporabiti v vezjih regulatorja napetosti za vzdrževanje konstantne enosmerne napetosti. To konstantno napetost je mogoče vzdrževati kljub kakršnim koli spremembam vhodne napetosti ali spremembam toka obremenitve.

To vezje regulatorja napetosti obsega tokovni omejevalni upor, ki je zaporedno povezan z vhodno napetostjo. Nato je treba diodo in breme povezati vzporedno. Stabilizirana izhodna napetost in napetost diode bosta vedno enaki.

Kako deluje Zener dioda?

Načelo delovanja Zener diode je odvisno od vzroka razčlenitev diode v stanju obratnega pristranskosti. Običajno obstajata dve vrsti - Zenerjev okvar in plazovni okvar.

Zenerjeva razčlenitev

Zenerjeva okvara se zgodi z povratno napetostjo med 2V in 8V. Intenzivnost električnega polja je dovolj, da deluje sila na valenčne elektrone in jih loči od jeder – tudi pri tej nizki napetosti. Ta proces tvori mobilne pare elektron-luknja, s čimer se poveča tok.

Zenerjeve okvare se običajno pojavijo pri zelo dopiranih diodah z velikim električnim poljem in nizko napetostjo preboja. Več energije pridobijo valenčni elektroni z naraščanjem temperature, zato je potrebna manjša zunanja napetost. To tudi pomeni, da se Zenerjeva prelomna napetost poleg temperature zmanjšuje.

Razčlenitev plazov

Prekinitev napetosti se zgodi tudi pri obratnem pristranskosti, pri najmanj 8 V, za svetlobne diode, ki imajo veliko prelomno napetost. Elektroni, ki tečejo skozi diodo, trčijo z elektroni v kovalentni vezi in jo porušijo. 

Hitrost elektronov se povečuje z naraščanjem napetosti, kar pomeni, da se kovalentne vezi lažje porušijo. Prav tako je treba opozoriti, da se vzporedno s temperaturo dviga plazovitna napetost.

Kaj je simbol Zener diode? 

Spodnje slike prikazujejo standardni simbol Zener diode, uporabljen v shemi vezja. Ta simbol prikazuje, kako bi bila prisotnost Zener diode zabeležena v shemi vezja. Podobno, če vidite ta simbol v diagramu vezja, to pomeni, da je na tej točki v vezju prisotna Zener dioda.

Ta diagram nato temelji na zgornjem in prikazuje več informacij o Zener diodi. Zgornja vrstica diagrama prikazuje simbol diode plus pozitivno in negativno, saj se nanaša na anodo in katodo. Spodnja vrstica diagrama prikazuje isto, razen s poenostavljeno različico realistične diode v nasprotju s simbolom Zener diode.

Pogosto zastavljena vprašanja

1. V: Ali je mogoče serijsko povezati več Zener diod?

O: Več zener diod je mogoče povezati zaporedno, običajno za doseganje določene napetosti zener. Če pa uporabljate več diod, morate spremljati tudi Zenerjev tok in zagotoviti, da največja vrednost ni presežena. 

To je zato, ker je največji dovoljeni Zenerjev tok enak najnižji zaporedno povezani diodi. To tudi pomeni, da ko sta dve zener diodi povezani zaporedno, če diode nimata enake specifikacije Zener Current, ne bosta prikazali določenega Zener toka ali napetosti.

2. V: Kakšna je razlika med Zener diodo in diodo?

O: Dioda je enosmerna (enosmerna) prevodna polprevodniška naprava. Zener diode so tudi polprevodniške naprave, vendar je ključna razlika v tem, da lahko prevajajo električno energijo v prednapetostnih in povratnih pogojih. 

Druga pomembna razlika med obema vrstama je intenzivnost dopinga. Tradicionalne diode so običajno zmerno dopirane, medtem ko so zener diode bolj dopirane, da dosežejo višjo napetost prekinitve.

3. V: Kje se uporabljajo Zener diode?

Zener dioda se pogosto uporablja v različnih elektronskih napravah in je ena od osnovnih komponent elektronskih vezij. Uporabljajo se za ustvarjanje stabilne napajalne tirnice z nizko močjo iz višje napetosti in zagotavljajo referenčno napetost za vezje, zlasti za stabilno napajanje, kot je gradnja v DC / DC regulator za prenapetostno zaščito.

4. V: Kakšne so prednosti Zener diod?

Zener dioda je cenejša od druge diode. Dioda se lahko uporablja za prilagajanje in stabilizacijo napetosti v vezju. Te diode imajo visoke standarde zmogljivosti. Nadzorujte tok, ki teče.

zaključek

Ko smo že pri tem, spoznamo osnovne informacije o Zener diodi, vključno z njeno definicijo, značilnostmi, specifikacijami, aplikacijami, kako deluje in kako je zabeležena v shemi vezja. Boljše razumevanje Zener diode vam lahko pomaga, da jih bolje izkoristite v regulacijskem napetostnem vezju. Kaj menite o Zener diodi? Pustite svoje komentarje spodaj in odgovorili vam bomo takoj, ko bo mogoče. Če menite, da je ta skupna raba za vas v pomoč, je ne pozabite deliti!

Tudi Read

● Stvari, ki jih o Facebooku Meta in Metaverse ne smete zamuditi

● Kakšna je razlika med AM in FM?

● Kako regulator μModule LTM8022 zagotavlja boljšo zasnovo za napajanje?

● Kako zaznati regulatorje napetosti na osnovi Zener diode?

Pustite sporočilo 

Seznam sporočilo