מדריך זה יציג את ההגדרה של דיודה זנר, מאפייניה, מפרטים, יישומים, אופן פעולתה והסמל שלה בתרשים המעגל. אם אתה חובב אלקטרוניקה או בא במגע עם דיודה זנר בעבודה, אתה יכול להבין טוב יותר את דיודה זנר דרך השיתוף הזה. בואו נמשיך לקרוא!

שיתוף הוא אכפתיות!

תוֹכֶן

● מהי דיודה זנר?

● 3 מאפיינים עיקריים של דיודה זנר

● מפרט של דיודה זנר

● מהם היישומים של דיודה זנר?

● כיצד פועלת דיודה Zner?

● מהו סמל דיודה זנר?

● שאלות נפוצות

● סיכום

מהי דיודה זנר?

דיודות זנר הן התקני מוליכים למחצה נפרדים מבוססי סיליקון המאפשרים לזרם לזרום דו-כיוונית - אחורה או קדימה. דיודות מורכבות מצומת סיליקון PN עם סימום כבד, שנועד להתנהל בכיוון ההפוך לאחר עמידה בסף מתח מסוים.

לדיודות זנר יש מתח פירוק הפוך מוגדר. כאשר זה מגיע, הם מתחילים להוליך זרם וממשיכים לפעול ללא הרף בכיוון ההטיה ההפוכה מבלי להיגרם נזק. אחד היתרונות העיקריים של דיודות זנר הוא שטווח מתחים משתנה עדיין ישמור על ירידת מתח קבועה על פני הדיודה. כתוצאה מכך, דיודות זנר יכולות לשמש ליישומי ויסות מתח.

המבוא לדיודות זנר שמסבירות כיצד הן פועלות

3 מאפיינים עיקריים של דיודה זנר

דיודות זנר פועלות באופן דומה לדיודות קונבנציונליות כאשר הן נמצאות מצב הטיה קדימה.

● יש להם מתח הפעלה הטיה של בין 0.3 ל-0.7V. כאשר מחוברים במצב הפוך, יש זרימת זרם דליפה קטנה ברוב היישומים.

● ככל שהמתח ההפוך גדל למתח התמוטטות שנקבע, יזרום זרם דרך הדיודה. כאשר הזרם גדל למקסימום (נקבע על ידי הנגדים בסדרה), הוא יתייצב וישאר קבוע על פני טווח רחב של מתח מופעל.

● ללא קשר לערך הזרם הזורם דרך הדיודה, המתח נשאר כמעט קבוע. כך גם בשינויי זרם גדולים, בתנאי שזרם הדיודה יישאר בין הזרם המרבי לזרם הפירוק.

השליטה העצמית החזקה של דיודת זנר שימושית מאוד בכל הנוגע לוויסות וייצוב וריאציות בעומס או באספקה מול מקור מתח. זה הופך אותו למאפיין מפתח שכן הוא מאפשר להשתמש בדיודה במגוון יישומי ווסת מתח.

מפרט של דיודה זנר

מפרטים מסוימים ישתנו בין דיודות זנר בודדות. אלה כוללים פיזור הספק, מתח עבודה נומינלי וזרם הפוך מרבי. מפרטים נפוצים נוספים כוללים:

● מתח זנר - זה מתייחס למתח התמוטטות ההפוכה. זה נע בין 2.4V עד 200V, תלוי בדיודה הספציפית

● זרם (מקסימום) - הזרם המרבי במתח הזנר המדורג. זה יכול לנוע בין 200uA ל-200A

● זרם (מינימום) - הזרם המינימלי הנדרש במתח הזנר כדי שהדיודה תתקלקל. זה בדרך כלל בין 5mA ל-10mA

● דירוג הספק - דירוג פיזור ההספק המרבי של הדיודה, כולל הן את הזרם הזורם דרך הדיודה והן את המתח על פניה. הערכים הסטנדרטיים כוללים 400mW, 500mW, 1W ו-5W. עם דיודות משטחיות, ערכים טיפוסיים הם 200mW, 350mW, 500mW, ו-1W

● סובלנות מתח - בדרך כלל ±5%

● יציבות טמפרטורה - הדיודות היציבות ביותר הן בדרך כלל 5V בקירוב

● זנר התנגדות - ההתנגדות שמציגה הדיודה

מהם היישומים של דיודה זנר?

דיודות זנר משמשות למגוון יישומים, כולל:

● ויסות מתח

● התייחסות למתח

● דיכוי נחשולים

● החלפת יישומים

● מעגלי קליפר

אפשר להשתמש בדיודת זנר ליצירת מתח פלט אדוות נמוך מיוצב בתנאי זרם עומס משתנים. כש נגד מגביל זרם מתאים משמש להעברת זרם מינורי ממקור מתח דרך הדיודה, יועבר זרם מספיק כדי לשמור על מפל המתח הנדרש. ככל שערך העומס משתנה, גם פלט המתח הממוצע משתנה. עם זאת, תוספת של דיודת זנר יכולה לייצר פלט מתח אחיד.

עם זאת, יש לציין גם שדיודות זנר עשויות ליצור מדי פעם רעש חשמלי על ספק ה-DC כשהן פועלות לייצב את המתח. זה בסדר ברוב היישומים, אבל מוסיף ערך גבוה קבל ניתוק לפלט של הדיודה יכול לתקן את הבעיה על ידי מתן החלקה נוספת.

מכיוון שדיודות זנר יכולות לפעול במצב הטיה הפוכה, ניתן להשתמש בהן במעגלי ווסת מתח כדי לשמור על פלט מתח DC קבוע. ניתן לשמור על מתח קבוע זה למרות שינויים כלשהם בכניסת המתח או שינויים בזרם העומס.

מעגל ווסת מתח זה כולל נגד מגביל זרם המחובר בסדרה עם מתח הכניסה. לאחר מכן יש לחבר את הדיודה והעומס במקביל. פלט המתח המיוצב ומתח התמוטטות של הדיודה יהיו תמיד זהים.

כיצד פועלת דיודת זנר?

העיקרון מאחורי פעולת דיודת זנר נקבע על ידי הגורם ל התמוטטות של דיודה במצב הטיה הפוכה. ישנם בדרך כלל שני סוגים - התמוטטות זנר והתמוטטות מפולת.

התמוטטות זנר

התמוטטות זנר מתרחשת עם מתח הטיה הפוכה בין 2V ל-8V. עוצמת השדה החשמלי מספיקה כדי להפעיל כוח על האלקטרונים הערכיים, להפריד אותם מהגרעינים - אפילו במתח נמוך זה. תהליך זה יוצר זוגות אלקטרונים-חורים ניידים, ולכן מגדיל את זרימת הזרם.

התמוטטויות זנר מתרחשות בדרך כלל עבור דיודות עם סימום גבוה עם שדה חשמלי גדול ומתח פירוק נמוך. יותר אנרגיה נצברת על ידי האלקטרונים הערכיים ככל שהטמפרטורה עולה, ולכן דורש פחות מתח חיצוני. זה גם אומר שמתח התמוטטות הזנר יורד לצד הטמפרטורה.

התמוטטות מפולת שלגים

התמוטטות מתח מתרחשת גם במצב הטיה הפוכה, במינימום 8V, עבור דיודות מסוממות קלות בעלות מתח פירוק גדול. אלקטרונים הזורמים דרך הדיודה מתנגשים באלקטרונים בקשר הקוולנטי, ומשבשים אותו.

מהירות האלקטרונים עולה ככל שהמתח עולה גם הוא, כלומר ניתן לשבש את הקשרים הקוולנטיים ביתר קלות. יש לציין גם שמתח התמוטטות מפולת עולה לצד הטמפרטורה.

מהו סמל דיודה זנר?

התמונות שלהלן מציגות את סמל דיודת הזנר הסטנדרטי המשמש בתוך דיאגרמת מעגלים. סמל זה מראה כיצד נוכחות של דיודת זנר תצוין בתרשים מעגל. באופן דומה, אם אתה רואה את הסמל הזה בתרשים מעגל, זה אומר שדיודת זנר קיימת באותה נקודה במעגל.

דיאגרמה זו מתבססת על האמור לעיל, ומציגה מידע נוסף על דיודת הזנר. השורה העליונה של התרשים מציגה את סמל הדיודה בתוספת החיובי והשלילי בהתייחסות לאנודה ולקתודה. השורה התחתונה של התרשים מציגה את אותו הדבר, למעט גרסה פשוטה של דיודה מציאותית בניגוד לסמל דיודה זנר.

שאלות נפוצות

1. ש: האם ניתן לחבר מספר דיודות זנר בסדרה?

ת: ניתן לחבר מספר דיודות זנר בסדרה, בדרך כלל כדי להשיג מתח זנר ספציפי. עם זאת, אם אתה משתמש במספר דיודות, עליך גם לנטר את זרם הזנר ולוודא שלא יחרוג מהערך המרבי.

הסיבה לכך היא שזרם הזנר המרבי המותר שווה לדיודה הנמוכה ביותר המחוברת בסדרה. זה גם אומר שכאשר שתי דיודות זנר מחוברות בסדרה, אם אין לדיודות אותו מפרט זנר זרם, הן לא יציגו את זרם הזנר או המתח שצוינו.

2. ש: מה ההבדל בין דיודה זנר ודיודה?

ת: דיודה היא התקן מוליכים למחצה מוליך חד-כיווני (חד-כיווני). דיודות זנר הן גם התקני מוליכים למחצה, אבל ההבדל העיקרי הוא שהן יכולות להוליך חשמל בתנאי הטיה קדימה ואחורה.

הבדל חשוב נוסף בין שני הסוגים הוא עוצמת הסימום. דיודות מסורתיות בדרך כלל מסוממות באופן מתון, בעוד שדיודות זנר מסוימות יותר כדי להשיג מתח פירוק גבוה יותר.

3. ש: היכן משתמשים בדיודות זנר?

דיודת זנר נמצאת בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים שונים והיא אחד המרכיבים הבסיסיים של מעגלים אלקטרוניים. הם משמשים לייצור מסילת חשמל יציבה בעלת הספק נמוך ממתח גבוה יותר ומספקות מתח ייחוס למעגל, במיוחד אספקת חשמל יציבה כמו בניית ווסת DC / DC להגנה על מתח יתר.

4. ש: מהם היתרונות של דיודות זנר?

דיודה זנר זולה יותר מדיודה אחרת. ניתן להשתמש בדיודה כדי להתאים ולייצב את המתח במעגל. לדיודות אלו תקני ביצועים גבוהים. לשלוט בזרם הזורם.

סיכום

אם כבר מדברים על זה, אנו לומדים את המידע הבסיסי על דיודת זנר, כולל ההגדרה שלה, מאפיינים, מפרטים, יישומים, איך זה עובד ואיך זה מצוין בתרשים מעגל. הבנה טובה יותר של דיודת הזנר יכולה לעזור לך לעשות בהן שימוש טוב יותר במעגל ויסות המתח. מה אתם חושבים על דיודה זנר? השאר את הערותיך למטה ואנו נשיב לך בהקדם האפשרי. אם אתה חושב שהשיתוף הזה מועיל לך, אל תשכח לשתף אותו!

קרא גם

● דברים שלא כדאי לפספס על מטא ו-Metaverse של פייסבוק

● מה ההבדל בין AM ל- FM?

● כיצד LTM8022 μModule Regulator מספק עיצוב טוב יותר עבור אספקת חשמל?

● כיצד לזהות ווסתי מתח מבוססי דיודות זנר?

קודם:כיצד למדוד תגובה חולפת של ווסת מיתוג?

הבא:הקדמה קצרה של מתמר התנגדות (עם תמונות)