En Zener-diod är mycket användbar när det kommer till att reglera och stabilisera variationer i belastning eller matning mot en spänningskälla och andra applikationer. Vad vet du om Zenerdioden?

Denna guide kommer att introducera definitionen av en zenerdiod, dess egenskaper, specifikationer, applikationer, hur den fungerar och dess symbol i kretsschemat. Om du är en elektronikentusiast eller kommer i kontakt med Zener Diode på jobbet kan du få en bättre förståelse för Zener Diode genom denna aktie. Låt oss fortsätta läsa!

Dela är att bry sig!

Innehåll

● Vad är en zenerdiod?

● 3 huvudsakliga egenskaper hos en zenerdiod

● Specifikationer för en zenerdiod

● Vilka är tillämpningarna för en zenerdiod?

● Hur fungerar en Zner-diod?

● Vad är Zenerdiodsymbolen?

● FAQ

● Slutsats

Vad är en zenerdiod?

Zenerdioder är silikonbaserade diskreta halvledarenheter som tillåter ström att flyta i två riktningar - antingen bakåt eller framåt. Dioder består av en kraftigt dopad PN-silikonövergång, som är avsedd att leda i motsatt riktning när en viss spänningströskel har uppnåtts.

Zenerdioder har en inställd omvänd genombrottsspänning. När detta uppnås börjar de leda ström och fortsätter att arbeta oavbrutet i den omvända förspänningsriktningen utan att ta skada. En av de främsta fördelarna med Zener-dioder är att ett varierande spänningsområde fortfarande kommer att upprätthålla ett konstant spänningsfall över dioden. Som ett resultat kan Zener-dioder användas för spänningsregleringstillämpningar.

Introduktionen till Zenerdioder som förklarar hur de fungerar

3 huvudsakliga egenskaper hos en zenerdiod

Zenerdioder fungerar på samma sätt som konventionella dioder när de är i framåt-bias läge.

● De har en förspänning på mellan 0.3 och 0.7V. När den är ansluten i omvänt läge finns det ett litet läckströmflöde i de flesta applikationer.

● När backspänningen ökar till den inställda genomslagsspänningen kommer det att flyta ström genom dioden. När strömmen ökar till ett maximum (bestäms av motstånden i serie), kommer den att stabiliseras och förbli konstant över ett brett spektrum av pålagd spänning.

● Oavsett strömvärdet som flyter genom dioden, förblir spänningen nästan konstant. Detta är också fallet vid stora strömförändringar, förutsatt att diodströmmen håller sig mellan maxström och genombrottsström.

En Zenerdiods starka självkontroll är mycket användbar när det kommer till att reglera och stabilisera variationer i belastning eller matning mot en spänningskälla. Detta gör den till en nyckelegenskap eftersom den gör det möjligt för dioden att användas i en mängd olika spänningsregulatortillämpningar.

Specifikationer för en zenerdiod

Vissa specifikationer kommer att variera mellan individuella zenerdioder. Dessa inkluderar effektförlust, nominell arbetsspänning och maximal backström. Ytterligare vanliga specifikationer inkluderar:

● Zenerspänning - detta relaterar till den omvända genombrottsspänningen. Detta sträcker sig från 2.4V upp till 200V, beroende på den specifika dioden

● Ström (maximum) - den maximala strömmen vid den märkta zenerspänningen. Detta kan variera från 200uA till 200A

● Ström (minimum) - den minsta ström som krävs vid Zener-spänningen för att dioden ska gå sönder. Detta är vanligtvis mellan 5mA och 10mA

● Power Rating - den maximala effektförlusten för dioden, inklusive både strömmen som flyter genom dioden och spänningen över den. Standardvärden inkluderar 400mW, 500mW, 1W och 5W. Med ytmonterade dioder är typiska värden 200mW, 350mW, 500mW och 1W

● Spänningstolerans - vanligtvis ±5 %

● Temperaturstabilitet - de mest stabila dioderna är vanligtvis cirka 5V

● Zenerresistans - motståndet som uppvisas av dioden

Vilka är tillämpningarna för en zenerdiod?

Zenerdioder används för en rad applikationer, inklusive:

● Spänningsreglering

● Spänningsreferens

● Överspänningsdämpning

● Byta applikation

● Clipperkretsar

Det är möjligt att använda en Zener-diod för att skapa en stabiliserad utspänning med låg rippel under variabla belastningsströmförhållanden. När en lämpligt strömbegränsningsmotstånd används för att leda en mindre ström från en spänningskälla genom dioden, kommer tillräcklig ström att ledas för att upprätthålla det erforderliga spänningsfallet. När belastningsvärdet ändras ändras också medelspänningen. Men tillägget av en zenerdiod kan ge en jämn utspänning.

Med det sagt bör det också noteras att Zenerdioder ibland kan producera elektriskt brus på DC-försörjningen eftersom de arbetar för att stabilisera spänningen. Detta är bra i de flesta applikationer, men tillför ett högt värde frånkopplingskondensator till diodens utgång kan åtgärda problemet genom att ge extra utjämning.

Eftersom Zener-dioder kan arbeta i omvänt förspänningstillstånd, kan de användas i spänningsregulatorkretsar för att upprätthålla konstant DC-spänningsutgång. Denna konstanta spänning kan bibehållas trots alla variationer i spänningsingången eller belastningsströmändringar.

Denna spänningsregulatorkrets innefattar ett strömbegränsande motstånd som är anslutet i serie med ingångsspänningen. Dioden och lasten ska då parallellkopplas. Den stabiliserade spänningsutgången och diodens genomslagsspänning kommer alltid att vara densamma.

Hur fungerar en zenerdiod?

Principen bakom driften av en zenerdiod bestäms av orsaken till diodens sammanbrott i det omvända förspänningstillståndet. Det finns vanligtvis två typer - Zener-nedbrytning och lavinnedbrytning.

Zener uppdelning

Ett Zener-avbrott inträffar med en omvänd förspänning mellan 2V och 8V. Intensiteten hos det elektriska fältet är tillräckligt för att applicera kraft på valenselektronerna och separera dem från kärnorna – även vid denna låga spänning. Denna process bildar mobila elektron-hålpar, vilket ökar strömflödet.

Zeneravbrott inträffar vanligtvis för högdopade dioder med stort elektriskt fält och låg genomslagsspänning. Mer energi erhålls av valenselektronerna när temperaturen ökar, vilket kräver mindre utåtgående spänning. Detta innebär också att Zener-genomslagsspänningen minskar tillsammans med temperaturen.

Lavinsammanbrott

Spänningsavbrott sker också i omvänt förspänningstillstånd, vid minst 8V, för ljusdopade dioder som har en hög genomslagsspänning. Elektroner som strömmar genom dioden kolliderar med elektroner i den kovalenta bindningen och stör den.

Elektronernas hastighet ökar när spänningen också ökar, vilket innebär att de kovalenta bindningarna lättare kan brytas. Det bör också noteras att lavinbrytningsspänningen stiger tillsammans med temperaturen.

Vad är Zenerdiodsymbolen?

Bilderna nedan visar den vanliga Zener-diodsymbolen som används i ett kretsschema. Denna symbol visar hur närvaron av en zenerdiod skulle noteras i ett kretsschema. På samma sätt, om du ser denna symbol i ett kretsschema, betyder det att en zenerdiod finns på den punkten i kretsen.

Detta diagram bygger sedan på ovanstående och visar mer information om Zener-dioden. Den översta raden i diagrammet visar diodsymbolen plus den positiva och negativa som den relaterar till anoden och katoden. Den nedersta raden i diagrammet visar detsamma, förutom med en förenklad version av en realistisk diod i motsats till Zener-diodsymbolen.

Vanliga frågor

1. F: Kan flera zenerdioder anslutas i serie?

S: Flera zenerdioder kan kopplas i serie, vanligtvis för att uppnå en specifik zenerspänning. Men om du använder flera dioder måste du också övervaka Zenerströmmen och se till att maxvärdet inte överskrids.

Detta beror på att den maximala tillåtna Zenerströmmen är lika med den lägsta dioden som är seriekopplad. Detta betyder också att när två zenerdioder är seriekopplade, om dioderna inte har samma zenerströmspecifikation, kommer de inte att visa den specificerade zenerströmmen eller spänningen.

2. F: Vad är skillnaden mellan zenerdiod och diod?

S: Diod är en enkelriktad (enriktad) ledande halvledarenhet. Zenerdioder är också halvledarenheter, men den viktigaste skillnaden är att de kan leda elektricitet under förspänning framåt och bakåt.

En annan viktig skillnad mellan de två typerna är dopningsintensiteten. Traditionella dioder är vanligtvis måttligt dopade, medan zenerdioder är mer dopade för att uppnå högre genombrottsspänning.

3. F: Var används zenerdioder?

Zenerdiod används ofta i olika elektroniska enheter och är en av de grundläggande komponenterna i elektroniska kretsar. De används för att generera en stabil kraftskena med låg effekt från en högre spänning och tillhandahåller en referensspänning för kretsen, särskilt en stabil strömförsörjning som att bygga in en DC / DC regulator för överspänningsskydd.

4. F: Vilka är fördelarna med Zenerdioder?

Zenerdiod är billigare än en annan diod. Dioden kan användas för att justera och stabilisera spänningen i kretsen. Dessa dioder har höga prestandastandarder. Kontrollera strömmen som flyter.

Slutsats

På tal om det, vi lär oss den grundläggande informationen om Zener-diod, inklusive dess definition, egenskaper, specifikationer, applikationer, hur det fungerar och hur det noteras i ett kretsschema. Att ha en bättre förståelse för Zener-dioden kan hjälpa dig att bättre använda dem i reglerspänningskretsen. Vad tycker du om Zenerdioden? Lämna dina kommentarer nedan så svarar vi dig så snart som möjligt. Om du tror att den här delningen är till hjälp för dig, glöm inte att dela den!

Läs också

● Saker du inte bör missa om Facebook Meta och Metaverse

● Vad är skillnaden mellan AM och FM?

● Hur LTM8022 μModule Regulator ger en bättre design för strömförsörjning?

● Hur upptäcker man Zenerdiodbaserade spänningsregulatorer?

Föregående:Hur mäter man övergående respons från en växlingsregulator?

Nästa:En kort introduktion av resistiv givare (med bilder)