Mi az a Zener dióda? A Zener dióda működési elve

Zener dióda alapvetően olyan, mint egy közönséges PNcsomópont dióda, de általában fordított torzítású állapotban működik. De a szokásos PN csomópont dióda, amely fordított torzítású állapotban van, gyakorlatilag nem használatos Zener diódaként. A Zener dióda egy speciálisan tervezett, erősen adalékolt PN csomópont dióda.

A Zener dióda működési elve

Amikor egy PN-csomópont dióda fordított torzítással van, aa kimerülési réteg szélesebb lesz. Ha ez a fordított torzított feszültség a diódán keresztül folyamatosan növekszik, a kimerülési réteg egyre szélesebb lesz. Ugyanakkor a kisebbségi hordozók miatt állandó fordított telítettségi áram lép fel.

Bizonyos fordított feszültségek után aa kisebbségi hordozók elegendő kinetikus energiát kapnak az erős elektromos mező miatt. A szabad kinetikus energiával rendelkező szabad elektronok ütköznek a kimerítő réteg álló ionjaival, és több szabad elektronot ürítenek ki. Ezek az újonnan létrehozott szabad elektronok ugyanarra az elektromos mezőre is elegendő kinetikus energiát kapnak, és összegyűjtött ütközéssel több szabad elektronot hoznak létre. Ennek a kommutatív jelenségnek köszönhetően hamarosan hatalmas szabad elektronok jönnek létre a kimerítő rétegben, és az egész dióda vezetőképes lesz. A kimerülési réteg ilyen jellegű lebontása lavinás lebontásként ismert, de ez a bontás nem elég éles. A leromlási rétegben egy másik típusú meghibásodás létezik, amely élesebb, mint a lavina-lebontás, és ezt Zener-bontásnak nevezik. Amikor egy PN csomópont dióda erősen adalékolt, a szennyező atomok koncentrációja magas lesz a kristályban. Ez a szennyező atomok nagyobb koncentrációja az ionok nagyobb koncentrációját eredményezi a kimerülési rétegben, így ugyanazt az alkalmazott fordított torzított feszültséget, a kimerülési réteg szélessége vékonyabb lesz, mint egy normálisan adalékolt diódánál.

Ez a vékonyabb kimerülési réteg miatt feszültséga gradiens vagy az elektromos térerősség a kimerülési rétegben meglehetősen magas. Ha a fordított feszültség tovább növekszik, egy bizonyos alkalmazott feszültség után, a kovalens kötések elektronjai a kimerülési tartományon belül jönnek ki, és a kimerülési tartományt vezetővé teszik. Ezt a bontást Zener bontásnak nevezik. A feszültséget, amelyen ez a bontás történik, Zener feszültségnek nevezzük. Ha az alkalmazott visszirányú feszültség a diódánál nagyobb, mint a Zener feszültsége, akkor a dióda vezetõ utat vezet az áramhoz rajta keresztül, így nincs esély a további lavinák bontására. Elméletileg a Zener lebomlása alacsonyabb feszültségszinten történik, majd a diódában a lavinák lebontása, különösen a Zener-bontásra. A Zener bontás sokkal élesebb, mint a lavina bontás. A dióda Zener feszültsége a gyártás során a szükséges és megfelelő dopping használatával állítható be. Amikor a zener dióda a feszültségforráson keresztül van csatlakoztatva, és aA forrás feszültsége több, mint Zener feszültség, a Zener dióda feszültsége a forrás feszültségétől függetlenül állandó marad. Bár ebben az állapotban a diódán átáramló áram bármilyen értéket jelenthet a diódával kapcsolatos terhelés függvényében. Ezért használunk Zener diódát főleg a különböző áramkörök feszültségének szabályozására.

Zener dióda áramkör

Zener dióda semmi más, mint egyetlen dióda, amely fordított torzításban van, ezt már kijelentettük. Az alábbiakban egy diódát fordított torzítási helyzetben csatlakoztatunk egy áramkörben.

Zener dióda áramkör

Az a zener dióda az alábbiakban is látható.
zener dióda és annak szimbóluma

A Zener-dióda jellemzői

Most, megvitatjuk a dióda áramköröket, meg kell nézni a grafikus ábrázolását zener dióda. Általában ez egy Zener dióda V-I jellemzői.

A Zener-dióda jellemzői

A fenti ábra a V-I jellemzőket mutatjaegy zener dióda. Amikor a dióda előremenetben van csatlakoztatva, ez a dióda normál diódaként működik, de ha a fordított irányú feszültség nagyobb, mint a zener feszültség, éles lebontás történik. A fenti V-I jellemzőkbenZ a zener feszültség. Ez is a térdfeszültség, mivel ezen a ponton az áram nagyon gyorsan növekszik.

Hozzászólások
Hozzászólni