دیودها به عنوان دستگاهی شناخته می شوند که به عنوان یک ترانسفورماتور جریان در مدار عمل می کند و از دو نیمه هادی P و N که به یکدیگر متصل هستند تشکیل شده است. در این میان دیود زنر نوعی دیود است که قابلیت عبور جریان در دو جهت را دارد که برخلاف دیودهای معمولی جریان را در دو جهت عبور می دهد و همین مشکل می تواند دلیل استفاده گسترده از این قطعه در الکترونیک باشد. حلقه ها در واقع، دیود زنر مانند یک دیود نیمه هادی معمولی عمل می کند که جریان را در یک جهت هدایت می کند، اما ویژگی منحصر به فرد آن این است که وقتی ولتاژ به مقدار معینی می رسد، اجازه می دهد تا جریان در جهت مخالف جریان یابد.
این ویژگی که توسط کلارنس زنر در سال 1915 کشف شد، منجر به اختراع دیود زنر شد. با توجه به اهمیت این کار، اگر می خواهید در مورد این نوع دیود بیشتر بدانید، در این مقاله از آذر نیرو با ما همراه باشید تا توضیح دهیم دیود زنر چیست. چه کاربردهایی دارد و چه انواعی دارد؟
دیود زنر چیست؟ چگونه کار می کند؟
دیود زنر نوع خاصی از دیود نیمه هادی یک طرفه است که جریان را در یک جهت هدایت می کند و در صورت رسیدن ولتاژ به حد معینی، یعنی ولتاژ شکست، جریان را در جهت مخالف می دهد. این نوع دیودها دارای ظرفیت خازنی هستند بدون خرابی مطلق و می تواند به عنوان مرجع ولتاژ برای کنترل خرابی های ناشی از ولتاژ شکست معکوس استفاده شود. علاوه بر عبور جریان در بایاس رو به جلو، یک دیود زنر اجازه عبور جریان را در بایاس معکوس می دهد تا زمانی که ولتاژ نامی دیود بیشتر از حد مجاز نباشد. ولتاژ شکست
دیودها معمولاً در بستههای پلاستیکی یا شیشهای استوانهای در بازار موجود هستند که با نوارهایی در یک طرف مشخص شدهاند که قطبیت را نشان میدهد. در یک دیود کاملا ایده آل، جریان می تواند تنها در یک جهت جریان یابد، یا از آند به کاتد، یا از سمت مثبت به سمت منفی، که با باند نشان داده می شود، یعنی جایی که جریان در همان جهت جریان دارد. . انتهای میله راه راه پیشنهاد می کنیم اگر می خواهید در مورد مقاومت الکتریکی بدانید مقاله دیگر ما در مورد مقاومت الکتریکی چیست را مطالعه کنید.
کاربرد دیود زنر
در مورد عملکرد دیود زنر می توان گفت:
هنگامی که یک ولتاژ معکوس به محل اتصال PN دیود اعمال می شود، یک شکست سریع رخ می دهد و جریان به سمت عقب جریان می یابد. تغییر جهت جریان، الکترون های ظرفیت را در میدان الکتریکی اعمال شده شتاب می دهد، به اندازه ای که باعث بیرون راندن آنها شود. دیودهای زنر یکی از کارآمدترین و بهترین قطعات الکترونیکی به حساب می آیند، زیرا راه حل مناسبی برای بسیاری از نیازها در طراحی مدار دیود زنر ارائه می دهند. عملکرد دیود زنر در واقع مانند دیود معمولی است. تا زمانی که یک PN سیلیکونی تشکیل می شود و آند نسبت به کاتد بایاس رو به جلو است، مانند یک دیود عمل می کند که یک سیگنال معمولی از طریق آن جریان را هدایت می کند.
در یک دیود معمولی، تحت بایاس معکوس، کاتد همیشه مثبت تر از آند است و دیود هر جریانی را از خود مسدود می کند، در حالی که در دیود زنر، به محض اینکه ولتاژ معکوس به اندازه معین و مقدار از پیش تعیین شده برسد، دیود شروع به هدایت در جهت مخالف می کند. دیودهای زنر معمولاً برای تنظیم ولتاژ به عنوان عناصر مرجع، مدارهای حفاظتی، مقاومت در عملیات سوئیچینگ، مدارهای کلیپینگ و جامپر، تثبیت کننده های ولتاژ و مدارهای قطع استفاده می شوند.
فتوسل چیست و چه کاربردی دارد؟ اگر در مورد این موارد اطلاعاتی می خواهید، توصیه می کنیم مقاله دیگر ما در مورد فتوسل چیست و چه کاربردی دارد را مطالعه کنید.
دیود زنر چیست؟
کاربرد دیود زنر چیست؟
در مورد استفاده از دیود زنر می توان موارد زیر را بیان کرد:
این قطعه به عنوان تنظیم کننده ولتاژ استفاده می شود. یکی از رایج ترین کاربردهای دیود زنر این است که از آن به عنوان تثبیت کننده ولتاژ در مدارهای تنظیم کننده ولتاژ استفاده می شود. این کاربرد دیود زنر تا حد زیادی به توانایی آن در حفظ ولتاژ ثابت مستقل از تغییرات در جریان منبع و جریان بار بستگی دارد. وظیفه اصلی رگولاتور ولتاژ ارائه یک ولتاژ خروجی ثابت به بار متصل به موازات، بدون ایجاد تغییرات در انرژی جذب شده توسط بار یا تغییرات و ناپایداری در ولتاژ منبع است که بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. دیود زنر می تواند یک ولتاژ ثابت را تامین کند، در حالی که جریان در محدوده حداکثر و حداقل جریان معکوس باقی می ماند.
این قطعه یک لبه برش است. یکی دیگر از کاربردهای رایج دیودها در مدارهای سوئیچینگ سطح سیگنال و برش است. این مدارها برای شکل دادن یا تبدیل شکل موج یا سیگنال AC ورودی و تولید اشکال مختلف برای سیگنال خروجی استفاده می شوند که نوع این اشکال به نوع مدار قطع و تبدیل بستگی دارد. به طور کلی مدارهای قطع کننده مدارهایی هستند که از بالا رفتن سیگنال خروجی مدار از یک ولتاژ مشخص و از پیش تعیین شده بدون هیچ تغییری در سیگنال ورودی یا شکل موج جلوگیری می کنند.
این مدارها به طور گسترده در فرستنده های تلویزیون آنالوگ و رادیوهای FM به همراه مدارهای تغییر سطح سیگنال برای جلوگیری از تداخل امواج یا مدارهای تغییر سطح و کاهش پیک نویز با کاهش پیک های بالا استفاده می شوند. در دیودهای زنر، تا زمانی که ولتاژ اعمال شده با ولتاژ شکست برابر شود، این دیودها مانند دیودهای معمولی رفتار می کنند و در نتیجه توسط مدارهای خاموش کننده استفاده می شوند. مدارهای قطع را می توان به گونه ای طراحی کرد که سیگنال خروجی را در نواحی مثبت و منفی یا هر دو ناحیه قطع کند.
این قسمت می تواند یک کلید یا یک فرستنده ولتاژ باشد. ساده ترین کاربرد دیود زنر به عنوان یک فرستنده ولتاژ است. وظیفه یک فرستنده ولتاژ انتقال سیگنال از یک ولتاژ به ولتاژ دیگر است و دیود زنر به دلیل توانایی ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی در ناحیه شکست بهترین جزء مورد استفاده برای انتقال سطوح سیگنال در نظر گرفته می شود. . در مداری با دیود زنر به عنوان هادی، این دیودهای زنر ویژه می توانند سطح ولتاژ خروجی مدار را به مقداری برابر با ولتاژ شکست کاهش دهند.
ولت چیست برای اطلاعات بیشتر توصیه می کنیم مقاله دیگر ما در مورد تفاوت بین ولت و وات چیست؟ – مقایسه وات و ولت را مطالعه کنید.
انواع دیودهای زنر را بشناسید
از جمله عواملی که همیشه بر ارزش دیودهای زنر تأثیر مستقیم دارند، می توان در مورد قدرت، دقت، سرعت و ولتاژ شکست صحبت کرد، بنابراین هنگام انتخاب دیود بر اساس مصرفی که از آن خواهید گرفت، باید به آن توجه کنید. این چیزها دیودهای زنر معمولاً بر اساس پارامترهای زیر طبقه بندی می شوند:
1. برق; ولتاژ شکست دیود زنر که به عنوان ولتاژ شکست نیز شناخته می شود، بسته به کاربرد متفاوت است. قدرت عملکرد این نوع دیود زنر مهمترین عاملی است که در انتخاب آن مد نظر قرار می گیرد. دیود زنر با ولتاژ 2.4 تا 200 ولت ساخته می شود که به یک کیلو ولت می رسد در حالی که ولتاژ اسمی برای دیود زنر SMD حداکثر 47 ولت است. (دیود SMD نوعی دیود نیمه هادی با اتصال PN است و ساختار آن به این صورت است که روی سطح مونتاژ می شود و در محیط خنثی کار می کند و در الکترونیک به عنوان پایه ولتاژ یا ولتاژ پایدار کاربرد زیادی دارد).
2. از دست دادن قدرت; این مثال حداکثر توان از دست رفته توسط جریان زنر را نشان می دهد. اگر مقدار توان از این حد بیشتر شود، دمای دیود زنر می تواند افزایش یابد و در نتیجه از کار افتادن این نوع دیود و قطعات متصل به آن در مدار; بنابراین در انتخاب این دیود با توجه به نوع کاربرد باید این فاکتور را در نظر گرفت.
3. حداکثر جریان زنر. این مقدار برابر با حداکثر جریانی است که می تواند از دیود با ولتاژ زنر بدون آسیب رساندن به آن عبور کند.
4. حداقل جریان پایدار. این مقدار برابر با حداقل جریان مورد نیاز برای عملکرد این نوع دیود در ناحیه خرابی است.
اما پارامترهایی مانند ولتاژ رو به جلو، حداکثر جریان معکوس، نوع سیم پیچ و جریان هجومی مستقیم نیاز به تحقیق کامل قبل از تصمیم گیری در مورد نوع دیود زنر برای یک طراحی خاص دارند.