Zener դիոդ - ինչ է այն և ինչի համար է այն:

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Զեներ դիոդը յուրահատուկ հատկություններով կիսահաղորդչային դիոդ է: Եթե սովորական կիսահաղորդիչը նորից միացված է մեկուսիչ, ապա այն կատարում է այդ ֆունկցիան մինչև կիրառվող լարման որոշակի բարձրացում, որից հետո տեղի է ունենում ավալանշի նման շրջելի խզում։ Զեներ դիոդով հոսող հակադարձ հոսանքի հետագա աճի դեպքում լարումը շարունակում է մնալ անփոփոխ՝ դիմադրության համաչափ նվազման պատճառով: Այս կերպ հնարավոր է հասնել կայունացման ռեժիմի։

Փակ վիճակում, փոքր արտահոսքի հոսանք նախ անցնում է zener դիոդով: Տարրը իրեն պահում է դիմադրության նման, որի դիմադրության արժեքը մեծ է։ Խափանման ժամանակ zener դիոդի դիմադրությունը դառնում է աննշան: Եթե մենք շարունակենք ավելացնել լարումը մուտքի մոտ, տարրը սկսում է տաքանալ, և երբ հոսանքը գերազանցում է թույլատրելի արժեքը, անշրջելի էջերմային խզում. Եթե գործը դրան չհասցվի, երբ լարումը զրոյից փոխվում է աշխատանքային տարածքի վերին սահմանին, ապա զեներ դիոդի հատկությունները պահպանվում են։

Երբ zener դիոդը ուղղակիորեն միացված է, բնութագրերը նույնն են, ինչ դիոդը: Երբ պլյուսը միացված է p-տարածաշրջանին, իսկ մինուսը միացված է n-տարածաշրջանին, անցումային դիմադրությունը փոքր է, և հոսանքն ազատորեն հոսում է դրա միջով: Այն բարձրանում է, քանի որ մուտքային լարումը մեծանում է:

Զեներ դիոդը հատուկ դիոդ է, որը միացված է հիմնականում հակառակ ուղղությամբ: Տարրը առաջինը փակ վիճակում է։ Էլեկտրական անսարքության դեպքում լարման zener դիոդը պահպանում է այն հաստատուն հոսանքի լայն տիրույթում:

Անոդին մինուս է կիրառվում, իսկ կաթոդին՝ գումարած: Կայունացումից դուրս (2-րդ կետից ցածր) տեղի է ունենում գերտաքացում և մեծանում է տարրի խափանման հավանականությունը:

Հատկություններ

Zener պարամետրերը հետևյալն են.

• U_st - կայունացման լարումը անվանական հոսանքի ժամանակ I_st;
• I_{րդ րոպե - էլեկտրական վթարի մեկնարկի նվազագույն հոսանքը;}
• I_{st max - առավելագույն թույլատրելի հոսանքը;}
• TKN - ջերմաստիճանի գործակից:

Ի տարբերություն սովորական դիոդի, zener դիոդը կիսահաղորդչային սարք է, որի էլեկտրական և ջերմային խզման շրջանները բավականին հեռու են միմյանցից ընթացիկ-լարման բնութագրիչով:

Առավելագույն թույլատրելի հոսանքի հետ կապված պարամետր է, որը հաճախ նշված է դրանումսեղաններ - էներգիայի սպառում:

P_max=I_{st max}∙ U_st.

Զեներ դիոդի ջերմաստիճանից կախվածությունը կարող է լինել կամ դրական կամ բացասական: Տարբեր նշանների գործակիցներով միացնելով տարրերը, ստեղծվում են ճշգրիտ zener դիոդներ, որոնք կախված չեն ջեռուցումից կամ հովացումից:

Ներառման սխեմաներ

Պարզ կայունացուցիչի բնորոշ միացում, որը բաղկացած է բալաստի դիմադրությունից R_{b և զեներ դիոդից, որը շեղում է բեռը:}

Որոշ դեպքերում կա կայունացման խախտում։

1. Հզորության աղբյուրից մեծ լարման կայունացուցիչին ներկայացում ելքում զտիչ կոնդենսատորի առկայության դեպքում: Այն լիցքավորելիս հոսանքի ալիքները կարող են առաջացնել zener դիոդի խափանում կամ դիմադրության R_b:
2. Բեռնման անջատում: Երբ առավելագույն լարումը կիրառվում է մուտքի վրա, zener diode-ի հոսանքը կարող է գերազանցել թույլատրելիը, ինչը կհանգեցնի դրա տաքացմանը և ոչնչացմանը: Այստեղ կարևոր է պահպանել անվտանգ աշխատանքային անձնագրի տարածքը։
3. Դիմադրություն R_{b ընտրված է փոքր այնպես, որ նվազագույն հնարավոր սնուցման լարման և առավելագույն թույլատրելի հոսանքի դեպքում zener դիոդը գտնվում է աշխատանքային կարգավորման գոտում:}

Տիրիստորի պաշտպանության սխեմաներ կամ ապահովիչներ օգտագործվում են կայունացուցիչը պաշտպանելու համար:

Ռեզիստոր R_{b հաշվարկվում է բանաձևով.}

R_b=(U_pit - U_անուն) (Ist _{+ I}n_).

Ընթացիկzener դիոդ I_st ընտրված է թույլատրելի առավելագույն և նվազագույն արժեքների միջև՝ կախված մուտքային լարման U_pit և բեռնման հոսանքից I _n.

Zener ընտրություն

Տարրերը կայունացման լարման մեծ տարածում ունեն: U_{n-ի ճշգրիտ արժեքը ստանալու համար նույն խմբաքանակից ընտրվում են zener դիոդներ: Կան տեսակներ՝ պարամետրերի ավելի նեղ շրջանակով։ Բարձր էներգիայի սպառման դեպքում տարրերը տեղադրվում են ռադիատորների վրա:}

Զեներ դիոդի պարամետրերը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ են նախնական տվյալներ, օրինակ, հետևյալը՝

• U_{փոս=12-15 V - մուտքային լարում;}
• U_{st=9 V - կայունացված լարում;}
• R_{n=50-100 մԱ - բեռնվածություն։}

Պարամետրերը բնորոշ են ցածր էներգիայի սպառում ունեցող սարքերի համար:

12 Վ նվազագույն մուտքային լարման դեպքում բեռի վրա հոսանքն ընտրվում է առավելագույնը՝ 100 մԱ: Համաձայն Օհմի օրենքի՝ դուք կարող եք գտնել շղթայի ընդհանուր ծանրաբեռնվածությունը՝

R_{∑=12 V / 0.1 A=120 Օմ:}

Զեների դիոդում լարման անկումը 9 Վ է: 0,1 Ա հոսանքի դեպքում համարժեք բեռը կլինի՝

R_{eq=9 V / 0.1 A=90 Օմ:}

Այժմ կարող եք որոշել բալաստի դիմադրությունը:

R_{b=120 Ohm - 90 Ohm=30 Ohm.}

Այն ընտրվում է ստանդարտ տողից, որտեղ արժեքը նույնն է, ինչ հաշվարկվածը:

Զեներ դիոդի միջով առավելագույն հոսանքը որոշվում է՝ հաշվի առնելով բեռի անջատումը, որպեսզի այն չխափանվի, եթե որևէ լար չզոդված լինի: Ռեզիստորի վրայով լարման անկումը կլինի՝

U_{R=15 - 9=6 B.}

Այնուհետև որոշվում է ռեզիստորի միջով հոսանքը՝

I_{R=6/30=0, 2 Ա.}

Քանի որ zener դիոդը միացված է դրան հաջորդաբար, I_c=I_{R=0.2 Ա.}

Էլեկտրաէներգիայի սպառումը կլինի P=0,2∙9=1,8 Վտ.

Ստացված պարամետրերի համաձայն՝ ընտրվում է համապատասխան Zener դիոդ D815V։

Սիմետրիկ զեներ դիոդ

Սիմետրիկ դիոդային տիրիստորը փոխարկիչ սարք է, որը փոխանցում է փոփոխական հոսանք: Նրա աշխատանքի առանձնահատկությունն այն է, որ լարման անկումը մինչև մի քանի վոլտ է, երբ միացված է 30-50 Վ տիրույթում: Այն կարող է փոխարինվել երկու հակակապակցված սովորական zener դիոդներով: Սարքերը օգտագործվում են որպես անջատիչ տարրեր։

Զեներ դիոդի անալոգիա

Երբ հնարավոր չէ գտնել համապատասխան տարր, նրանք օգտագործում են zener diode-ի անալոգը տրանզիստորների վրա: Նրանց առավելությունը լարման կարգավորման հնարավորությունն է։ Դրա համար կարող են օգտագործվել բազմաստիճան DC ուժեղացուցիչներ:

Մուտքի մոտ տեղադրված է լարման բաժանարար R1 կտրող ռեզիստորով: Եթե մուտքային լարումը մեծանում է, ապա VT1 տրանզիստորի հիման վրա այն նույնպես մեծանում է: Միևնույն ժամանակ VT2 տրանզիստորի հոսանքն ավելանում է, ինչը փոխհատուցում է լարման ավելացումը՝ դրանով իսկ պահպանելով այն կայուն ելքի վրա։

Զեներ դիոդների նշում

Արտադրվում են ապակե զեներ դիոդներ և պլաստմասսայե պատյանների զեներ դիոդներ։ Առաջին դեպքում դրանց վրա կիրառվում է 2 թիվ, որոնց արանքում գտնվում է V տառը։9V1 մակագրությունը նշանակում է, որ. U_{st=9, 1 V.}

Պլաստիկ պատյանում մակագրությունները վերծանվում են տվյալների աղյուսակի միջոցով, որտեղ կարող եք պարզել նաև այլ պարամետրեր։

Պատյանի մուգ օղակը ցույց է տալիս այն կաթոդը, որին միացված է պլյուսը:

Եզրակացություն

Զեներ դիոդը հատուկ հատկություններով դիոդ է: Zener-ի դիոդների առավելությունը լարման կայունացման բարձր մակարդակն է գործառնական ընթացիկ փոփոխությունների լայն շրջանակով, ինչպես նաև միացման պարզ սխեմաներով: Փոքր լարումը կայունացնելու համար սարքերը միացվում են առաջի ուղղությամբ, և նրանք սկսում են աշխատել սովորական դիոդների նման։