Wat is Zener Diode? Werkingsprincipe van Zener Diode
Werkingsprincipe van Zener Diode
Wanneer een PN-junctiediode in tegengestelde richting is voorgespannen, dient deuitputtinglaag wordt breder. Als deze vooringestelde spanning over de diode continu wordt verhoogd, wordt de depletielaag steeds breder. Tezelfdertijd zal er een constante omgekeerde verzadigingsstroom zijn ten gevolge van minderheidsdragers.
Na bepaalde omgekeerde spanning over deknooppunt, de minderheidsdragers krijgen voldoende kinetische energie als gevolg van het sterke elektrische veld. Vrije elektronen met voldoende kinetische energie botsen met stationaire ionen van de depletielaag en elimineren meer vrije elektronen. Deze nieuw gecreëerde vrije elektronen krijgen ook voldoende kinetische energie vanwege hetzelfde elektrische veld, en ze creëren meer vrije elektronen door cumulatie cumulatief. Vanwege dit commutatieve fenomeen worden zeer snel grote vrije elektronen gecreëerd in de uitputtingslaag en de gehele diode wordt geleidend. Dit type uitsplitsing van de uitputtingslaag wordt lawineafbraak genoemd, maar deze uitsplitsing is niet helemaal scherp. Er is nog een ander soort afbraak in depletielaag die scherper is in vergelijking met lawinedoorslag, en dit wordt Zener-afbraak genoemd. Wanneer een PN-junctie een diode is die sterk is gedoteerd, zal de concentratie van onzuiverheidsatomen hoog zijn in het kristal. Deze hogere concentratie van onzuiverheidsatomen veroorzaakt de hogere concentratie van ionen in de uitputtingslaag, vandaar voor dezelfde toegepaste in de tegengestelde richting voorgespannen spanning, de breedte van de uitputtingslaag wordt dunner dan die in een normaal gedoteerde diode.
Vanwege deze dunnere uitputtinglaag, spanninggradiënt of elektrische veldsterkte over de depletielaag is vrij hoog. Als de omgekeerde spanning blijft toenemen, komen na een bepaalde toegepaste spanning de elektronen van de covalente bindingen binnen het depletiegebied naar buiten en maken het depletiegebied geleidend. Deze uitsplitsing wordt Zener-uitsplitsing genoemd. De spanning waarbij deze storing optreedt, wordt Zener-spanning genoemd. Als de toegepaste omgekeerde spanning over de diode meer is dan Zener-spanning, levert de diode een geleidend pad naar de stroom erdoorheen, vandaar dat er geen kans is op verdere lawine-storing. Theoretisch treedt zener-afbraak op bij een lager spanningsniveau dan lawineafbraak in een diode, in het bijzonder gedoteerd voor Zener-afbraak. De Zener-uitval is veel scherper dan de verdeling van de lawine. De Zener-spanning van de diode wordt tijdens de fabricage aangepast met behulp van de vereiste en juiste dotering. Wanneer een Zener diode is verbonden over een spanningsbron en debronspanning is meer dan Zener-spanning, de spanning over een zenerdiode blijft vast ongeacht de bronspanning. Hoewel in die toestand stroom door de diode van elke waarde kan zijn, afhankelijk van de belasting verbonden met de diode. Daarom gebruiken we een Zener-diode hoofdzakelijk voor het regelen van de spanning in verschillende circuits.
Zener Diode Circuit
Zener diode is niets anders dan een enkele diode verbonden in een omgekeerde bias, dat hebben we al aangegeven. Een diode aangesloten in omgekeerde voorspanning positie in een circuit wordt hieronder getoond,
Het circuitsymbool van a Zener diode wordt hieronder ook weergegeven.
Kenmerken van een Zenerdiode
Nu we het hebben over de diodecircuits, moeten we kijken naar de grafische weergave van de werking van de Zener diode. Normaal gesproken wordt dit de V-I-kenmerken van een Zenerdiode genoemd.
Het bovenstaande diagram toont de V-I-karakteristiekenvan een zenerdiode. Wanneer de diode in voorspanning in voorwaartse richting is verbonden, werkt deze diode als een normale diode, maar wanneer de spanning van de omgekeerde voorspanning groter is dan de zenerspanning, vindt een scherpe afbraak plaats. In de V-I-kenmerken boven Vz is de zenerspanning. Het is ook de kniespanning omdat op dit punt de stroom zeer snel toeneemt.