Co je Zenerova dioda? Pracovní princip zenerovy diody
Pracovní princip zenerovy diody
Pokud je propojovací dioda PN reverzně zkreslená,vyčerpávající vrstva se stává širší. Pokud se toto reverzně zkreslené napětí napříč diodou neustále zvyšuje, vyčerpávající vrstva se stává čím dál širší. Současně bude docházet k konstantnímu saturačnímu proudu z důvodu menšinových dopravců.
Po určitém obráceném napětí přeskřižovatku, nositelé menšin dostanou dostatečnou kinetickou energii kvůli silnému elektrickému poli. Volné elektrony s dostatečnou kinetickou energií se srazí se stacionárními ionty vyčerpávající vrstvy a vyrazí více volných elektronů. Tyto nově vytvořené volné elektrony také dostanou dostatečnou kinetickou energii kvůli stejnému elektrickému poli a vytvářejí více volných elektronů kolizí kumulativně. Kvůli tomuto komutativnímu jevu se velmi brzy objeví obrovské volné elektrony ve vyčerpávající vrstvě a celá dioda se stane vodivou. Tento typ rozpadu depleční vrstvy je známý jako porucha lavin, ale toto rozdělení není příliš ostré. Existuje další typ rozpadu ve vyčerpávající vrstvě, která je ostřejší v porovnání s rozpadem lavin, což se nazývá rozpad Zenera. Pokud je propojka PN dioda vysoce dopovaná, koncentrace atomů nečistot bude vysoká v krystalu. Tato vyšší koncentrace atomů nečistot způsobuje vyšší koncentraci iontů ve vyčerpávající vrstvě, a tudíž i pro stejné použité napětí s reverzním zkreslením, šířka vyčerpávající vrstvy se stává tenčí než šířka normálně dopované diody.
Díky této tenší vrstvě vyčerpání napětígradient nebo síla elektrického pole v depleční vrstvě je poměrně vysoká. Pokud se napětí v opačném směru stále zvyšuje, po určitém přiloženém napětí vystupují elektrony z kovalentních vazeb v oblasti vyčerpání a vodivost vyčerpává oblast. Toto rozdělení se nazývá rozpad Zenera. Napětí, při kterém dochází k tomuto poruše, se nazývá Zenerovo napětí. Pokud je aplikované zpětné napětí přes diodu více než Zenerovo napětí, dioda poskytuje vodivou cestu k proudu přes něj, proto není šance na další poruchu lavin. Teoreticky se Zenerova porucha vyskytuje při nižší úrovni napětí, než je porucha lavinové diody, zvláště dopovaná při poruše Zenera. Rozpad Zenera je mnohem ostřejší než rozpad lavin. Zenerové napětí diody se během výroby upravuje pomocí potřebného a správného dopingu. Když Zenerova dioda je napojena přes napěťový zdroj azdrojové napětí je více než Zenerovo napětí, napětí přes zenerovou diodu zůstává pevně nastaveno bez ohledu na zdrojové napětí. Přestože v tomto stavu může mít proud diodou libovolnou hodnotu v závislosti na zátěži spojeném s diodou. Proto používáme Zenerovou diodu především pro řízení napětí v různých obvodech.
Zenerový diodový obvod
Zenerova dioda není nic jiného než jen jedna dioda spojená v opačném směru, již jsme to uvedli. Dioda připojená v poloze zpětného zkreslení v obvodu je znázorněna níže,
Symbol obvodu a Zenerova dioda je také uvedeno níže.
Charakteristika zenerovy diody
Nyní, diskutujeme o diodových obvodech bychom se měli podívat přes grafické znázornění provozu Zenerova dioda. Obvykle se tomu říká charakteristika V-I Zenerovy diody.
Výše uvedený diagram ukazuje charakteristiky V-Izenerovy diody. Když je dioda připojena v předpětí, tato dioda působí jako normální dioda, ale když je reverzní zkreslení napětí větší než zenerové napětí, dochází k ostré poruše. V charakteristikách V-I nad Vz je zenerové napětí. Je to také kolenní napětí, protože v tomto okamžiku se proud velmi rychle zvyšuje.