Zener Diode

Definition: En stærkt doteret halvlederdiode, som erDesignet til at fungere i omvendt retning kaldes Zener diode. Med andre ord er diode, der er specielt designet til optimering af nedbrydningsområdet, kendt som Zener-dioden.

Den symbolske repræsentation af Zener diode er vist i nedenstående figur.

Zener Diode Circuit Diagram

Kredsløbsdiagrammet for Zener-dioden er visti nedenstående figur. Zener-dioden anvendes i omvendt forspænding. Den omvendte forspænding betyder, at diodeens n-type materiale er forbundet til forsyningens positive terminal, og P-typen er forbundet til forsyningens negative terminal. Diodens udtømningsområde er meget tynd, fordi den er lavet af det stærkt doterede halvledermateriale.

Arbejde med Zener Diode

Zener-dioden består af stærkt doterethalvledermateriale. De stærkt doterede midler, at urenheder på højt niveau tilsættes til materialet for at gøre det mere ledende. Zener-diodeens udtømningsområde er meget tynd på grund af urenhederne. Det stærkt dopingmateriale øger intensiteten af ​​det elektriske felt over Zener-diodeens udtømningsområde selv for den lille tilbagespoling.

Når der ikke påføres nogen forspænding over Zenerdiode forbliver elektronerne i valensbåndet af p-type materiale og ingen strøm strømmer gennem dioden. Båndet, hvor valenselektronerne (det yderste kredsløbs elektron) er kendt som valensbåndelektronen. Valensbåndets elektroner bevæger sig let fra et band til et andet, når den eksterne energi påføres over det.

Når den modsatte bias gælder over diodeog forsyningsspændingen er lig med Zener spændingen, så begynder den at udføre i omvendt forspændingsretning. Zener spændingen er den spænding, hvor udtømningsområdet forsvinder fuldstændigt.

Den omvendte forspænding gælder over diodeøger intensiteten af ​​elektrisk felt over udtømningsområdet. Således tillader det elektronerne at bevæge sig fra valensbåndet af P-type materiale til ledningsbåndet af N-type materiale. Denne overførsel af valencebåndelektroner til ledningsbåndet reducerer barrieren mellem materialet p og n-typen. Når udtømningsområdet bliver fuldstændigt forsvinder, begynder dioden at udføre i modsat forspænding.

Karakteristisk for Zener Diode

VI-karakteristikken for Zener-dioden ervist i nedenstående figur. Denne kurve viser, at Zener-dioden, når den er forbundet i fremspolingsforspænding, opfører sig som en almindelig diode. Men når reversspændingen finder anvendelse på tværs af den, og omvendt spænding stiger ud over den forudbestemte rating, forekommer Zener-nedbrydningen i dioden.

Ved Zener breakdown spænding starter strømmenflyder i omvendt retning. Grafen af ​​Zener-sammenbruddet er ikke ligefrem lodret vist ovenfor, hvilket viser, at Zener-dioden har modstand. Spændingen over Zener er repræsenteret af ligningen vist nedenfor.

V = V_Z + I_ZR_Z

Anvendelser af Zener Diode

Zener-dioden bruges mest til kommercielle og industrielle anvendelser. Følgende er den vigtigste anvendelse af Zener diode.

Som spændingsstabilisator - Zener diode bruges til regulering afspænding. Det giver den konstante spænding fra den svingende spændingskilde til belastningen. Zener dioden er forbundet parallelt over belastningen og opretholder konstant spænding V_Z og stabiliserer dermed spændingen.

Til målerbeskyttelse - Zener diode bruges generelt imultimetre til styring af målerens bevægelse mod utilsigtet overbelastning. Det er forbundet parallelt med diode. Når overbelastningen sker over diode, går det meste af strømmen gennem diode. Beskytter dermed måleren mod skader.

Til Wave Shaping - Zener diode bruges til omdannelse af sinusbølge ind i firkantbølgen. Dette kan gøres ved at placere de to Zener Diodes i serie med modstanden. Dioden er forbundet bagud og i modsat retning.

Når spændingen på tværs af terminalen ermindre end Zener-spændingen tilbyder dioderne en høj resistiv vej til strømmen, og indgangsspændingen påført over en diode optrådte på udgangsterminalen. Når spændingen stiger ud over Zener-spændingen, tilbyder de en lav modstandsstrøm og stor strøm strømmer gennem diode. På grund af hvilket det kraftige spændingsfald forekommer på tværs af modstanden og indgangsvågens afskæring i toppen. Således kommer den firkantede bølge over udgangsterminalen