Dokonalý sprievodca Zenerovými diódami v roku 2021

Zenerova dióda je veľmi užitočná, pokiaľ ide o reguláciu a stabilizáciu zmien záťaže alebo napájania proti zdroju napätia a iným aplikáciám. Čo viete o Zenerovej dióde? 

Táto príručka predstaví definíciu Zenerovej diódy, jej charakteristiky, špecifikácie, aplikácie, ako funguje a jej symbol v schéme zapojenia. Ak ste nadšencom elektroniky alebo prichádzate do kontaktu so Zenerovou diódou v práci, môžete prostredníctvom tohto zdieľania lepšie porozumieť Zenerovej dióde. Pokračujme v čítaní!

Zdieľanie je starostlivosť!

obsah

● Čo je to Zenerova dióda?

● 3 Hlavné charakteristiky Zenerovej diódy

● Špecifikácie Zenerovej diódy

● Aké sú aplikácie Zenerovej diódy?

● Ako funguje Znerova dióda?

● Čo je symbol Zenerovej diódy?

● FAQ

● záver

Čo je to Zenerova dióda? 

Zenerove diódy sú diskrétne polovodičové zariadenia na báze silikónu, ktoré umožňujú prúdenie prúdu obojsmerne - buď spätne alebo dopredu. Diódy sa skladajú zo silne dopovaného PN silikónového prechodu, ktorý je určený na vedenie v opačnom smere, keď sa dosiahne určitý prah napätia.

Zenerove diódy majú nastavené spätné prierazné napätie. Keď sa to dosiahne, začnú viesť prúd a pokračujú v nepretržitej prevádzke v opačnom smere predpätia bez toho, aby došlo k poškodeniu. Jednou z hlavných výhod Zenerových diód je, že rôzny rozsah napätí bude stále udržiavať konštantný pokles napätia na dióde. Výsledkom je, že Zenerove diódy môžu byť použité na reguláciu napätia.

Úvod do Zenerových diód, ktorý vysvetľuje, ako fungujú

3 Hlavné charakteristiky Zenerovej diódy

Zenerove diódy fungujú podobne ako bežné diódy, keď sú v režim predpätia. 

● Majú zapínacie napätie medzi 0.3 a 0.7 V. Pri pripojení v opačnom režime dochádza vo väčšine aplikácií k malému toku unikajúceho prúdu. 

● Keď sa spätné napätie zvýši na nastavené prierazné napätie, diódou bude pretekať prúd. Keď sa prúd zvýši na maximum (určené odpormi v sérii), potom sa stabilizuje a zostane konštantný v širokom rozsahu aplikovaného napätia.

● Bez ohľadu na hodnotu prúdu pretekajúceho diódou zostáva napätie takmer konštantné. To je tiež prípad veľkých zmien prúdu za predpokladu, že prúd diódy zostáva medzi maximálnym prúdom a prierazným prúdom.

Silná samokontrola Zenerovej diódy je veľmi užitočná, pokiaľ ide o reguláciu a stabilizáciu zmien záťaže alebo napájania voči zdroju napätia. To z neho robí kľúčovú charakteristiku, pretože umožňuje použitie diódy v rôznych aplikáciách regulátorov napätia.

Špecifikácie Zenerovej diódy

Niektoré špecifikácie sa budú medzi jednotlivými Zenerovými diódami líšiť. Tieto zahŕňajú stratový výkon, menovité pracovné napätie a maximálny spätný prúd. Medzi ďalšie bežné špecifikácie patria:

● Zenerovo napätie – týka sa spätného prierazného napätia. To sa pohybuje od 2.4V do 200V, v závislosti od konkrétnej diódy

● Prúd (maximum) - maximálny prúd pri menovitom Zenerovom napätí. To sa môže pohybovať od 200uA do 200A

● Prúd (minimum) - minimálny prúd potrebný pri Zenerovom napätí, aby sa dióda pokazila. Toto je zvyčajne medzi 5 mA a 10 mA

● Hodnotenie výkonu – maximálna hodnota straty energie diódy, vrátane prúdu pretekajúceho diódou a napätia na nej. Štandardné hodnoty zahŕňajú 400 mW, 500 mW, 1 W a 5 W. Pri povrchovo montovaných diódach sú typické hodnoty 200 mW, 350 mW, 500 mW a 1 W

● Tolerancia napätia – zvyčajne ±5 %

● Teplotná stabilita – najstabilnejšie diódy sú zvyčajne približne 5V

● Zenerov odpor - odpor vykazovaný diódou

Aké sú aplikácie Zenerovej diódy? 

Zenerove diódy sa používajú pre celý rad aplikácií, vrátane:

● Regulácia napätia

● Referenčné napätie

● Potlačenie prepätia

● Prepínanie aplikácií

● Obvody strihača

Je možné použiť Zenerovu diódu na vytvorenie stabilizovaného výstupného napätia s nízkym zvlnením pri premenlivých podmienkach záťažového prúdu. Keď vhodný odpor obmedzujúci prúd sa používa na prechod malého prúdu zo zdroja napätia cez diódu, bude vedený dostatočný prúd na udržanie požadovaného poklesu napätia. Pri zmene hodnoty zaťaženia sa mení aj priemerné výstupné napätie. Avšak pridanie Zenerovej diódy môže produkovať rovnomerný výstup napätia.

Vzhľadom na to je potrebné poznamenať, že Zenerove diódy môžu príležitostne vytvárať elektrický šum na napájaní jednosmerným prúdom, keď pracujú na ustálení napätia. To je v poriadku vo väčšine aplikácií, ale pridáva to vysokú hodnotu oddeľovací kondenzátor na výstup diódy môže problém napraviť poskytnutím dodatočného vyhladenia.

Keďže Zenerove diódy môžu pracovať v podmienkach spätného predpätia, možno ich použiť v obvodoch regulátora napätia na udržanie konštantného výstupu jednosmerného napätia. Toto konštantné napätie môže byť udržiavané napriek akýmkoľvek zmenám vstupného napätia alebo zmien záťažového prúdu.

Tento obvod regulátora napätia obsahuje odpor obmedzujúci prúd, ktorý je zapojený do série so vstupným napätím. Dióda a záťaž by potom mali byť zapojené paralelne. Výstup stabilizovaného napätia a prierazné napätie diódy budú vždy rovnaké.

Ako funguje Zenerova dióda?

Princíp činnosti Zenerovej diódy je určený príčinou porucha diódy v stave spätného predpätia. Typicky existujú dva typy – Zenerova porucha a lavínová porucha.

Zenerovo zrútenie

Zenerov zlom nastáva pri spätnom predpätí medzi 2V a 8V. Intenzita elektrického poľa je dostatočná na to, aby aplikovala silu na valenčné elektróny a oddelila ich od jadier – aj pri tomto nízkom napätí. Tento proces vytvára mobilné páry elektrón-diera, čím sa zvyšuje tok prúdu.

Zenerove poruchy sa zvyčajne vyskytujú u vysoko dotovaných diód s veľkým elektrickým poľom a nízkym prierazným napätím. Viac energie získavajú valenčné elektróny so zvyšujúcou sa teplotou, čo si vyžaduje menšie vonkajšie napätie. To tiež znamená, že prierazné napätie Zenera sa znižuje spolu s teplotou.

Lavínové zrútenie

Prerušenie napätia sa vyskytuje aj v podmienkach spätného predpätia, minimálne 8 V, pre svetlom dopované diódy, ktoré majú veľké prierazné napätie. Elektróny prúdiace cez diódu sa zrážajú s elektrónmi v kovalentnej väzbe a narúšajú ju. 

Rýchlosť elektrónov sa zvyšuje so zvyšujúcim sa napätím, čo znamená, že kovalentné väzby sa môžu ľahšie narušiť. Treba tiež poznamenať, že napätie pri lavínovom prieraze stúpa spolu s teplotou.

Čo je symbol Zenerovej diódy? 

Obrázky nižšie zobrazujú štandardný symbol Zenerovej diódy použitý v schéme zapojenia. Tento symbol ukazuje, ako by bola prítomnosť Zenerovej diódy zaznamenaná v schéme zapojenia. Podobne, ak vidíte tento symbol v schéme zapojenia, znamená to, že v tomto bode obvodu je prítomná Zenerova dióda.

Tento diagram potom vychádza z vyššie uvedeného a zobrazuje viac informácií o Zenerovej dióde. Horný riadok diagramu zobrazuje symbol diódy plus kladný a záporný pól, pokiaľ ide o anódu a katódu. Spodný riadok diagramu zobrazuje to isté, s výnimkou zjednodušenej verzie realistickej diódy na rozdiel od symbolu Zenerovej diódy.

Často kladené otázky

1. Otázka: Je možné zapojiť viacero Zenerových diód do série?

Odpoveď: Viaceré zenerove diódy môžu byť zapojené do série, zvyčajne na dosiahnutie špecifického zenerovho napätia. Ak však používate viacero diód, musíte sledovať aj Zenerov prúd a zabezpečiť, aby nebola prekročená maximálna hodnota. 

Je to preto, že maximálny povolený Zenerov prúd sa rovná najnižšej dióde zapojenej do série. To tiež znamená, že keď sú dve zenerove diódy zapojené do série, ak diódy nemajú rovnakú špecifikáciu Zenerovho prúdu, neukážu špecifikovaný Zenerov prúd alebo napätie.

2. Otázka: Aký je rozdiel medzi Zenerovou diódou a diódou?

Odpoveď: Dióda je jednosmerné (jednosmerné) vodivé polovodičové zariadenie. Zenerove diódy sú tiež polovodičové zariadenia, ale kľúčový rozdiel je v tom, že môžu viesť elektrinu za podmienok priameho a spätného predpätia. 

Ďalším dôležitým rozdielom medzi týmito dvoma typmi je intenzita dopingu. Tradičné diódy sú zvyčajne mierne dopované, zatiaľ čo zenerove diódy sú viac dopované, aby sa dosiahlo vyššie prierazné napätie.

3. Otázka: Kde sa používajú Zenerove diódy?

Zenerova dióda je široko používaná v rôznych elektronických zariadeniach a je jednou zo základných komponentov elektronických obvodov. Používajú sa na generovanie nízkoenergetickej stabilnej napájacej koľajnice z vyššieho napätia a poskytujú referenčné napätie pre obvod, najmä stabilné napájanie, ako je budovanie DC / DC regulátor pre prepäťovú ochranu.

4. Otázka: Aké sú výhody Zenerových diód?

Zenerova dióda je lacnejšia ako iná dióda. Diódu je možné použiť na úpravu a stabilizáciu napätia v obvode. Tieto diódy majú vysoký výkon. Ovládajte tečúci prúd.

záver

Keď už o tom hovoríme, dozvieme sa základné informácie o Zenerovej dióde, vrátane jej definície, charakteristík, špecifikácií, aplikácií, ako funguje a ako je uvedená v schéme zapojenia. Lepšie pochopenie Zenerovej diódy vám môže pomôcť lepšie ju využiť v obvode regulačného napätia. Čo si myslíte o Zenerovej dióde? Zanechajte svoje komentáre nižšie a my vám odpovieme hneď, ako to bude možné. Ak si myslíte, že toto zdieľanie je pre vás užitočné, nezabudnite ho zdieľať!

Prečítajte si tiež

● Veci, ktoré by ste si nemali nechať ujsť o Facebooku Meta a Metaverse

● Aký je rozdiel medzi AM a FM?

● Ako regulátor LTM8022 μModule poskytuje lepší dizajn pre napájanie?

● Ako zistiť regulátory napätia založené na Zenerovej dióde?

Zanechajte správu 

zoznam správ