Zener Diode

Definisjon: En sterkt dopet halvlederdiode som erDesignet for å fungere i omvendt retning, kalles Zener-dioden. Med andre ord, dioden som er spesielt designet for å optimalisere nedbrytningsområdet, kalles Zener-dioden.

Den symbolske representasjonen av Zener diode er vist i figuren under.

Zener Diode Circuit Diagram

Kretsdiagrammet til Zener-dioden er visti figuren nedenfor. Zener-dioden er ansatt i omvendt forspenning. Omvendt forspenning betyr at diodeens n-type materiale er koblet til forsyningens positive terminal og materialet P-type er koblet til forsyningens negative terminal. Diodens depletjonsområde er meget tynn fordi den er laget av det sterkt dopede halvledermaterialet.

Arbeid av Zener Diode

Zener-dioden består av tungt dopethalvledermateriale. Den tungt dopede betyr at urenheter på høyt nivå legges til materialet for å gjøre det mer ledende. Utspenningsområdet i Zener-dioden er veldig tynn på grunn av urenheter. Det tungt dopende materialet øker intensiteten til det elektriske feltet over depleteringsområdet i Zener-dioden, selv for den lille bakspenningen.

Når ingen forspenning påføres over Zenerdiode forblir elektronene i valensbåndet av p-typen og ingen strøm går gjennom dioden. Bandet der valenselektronene (ytterste bane-elektronen) er kjent som valensbåndelektronen. Valensbåndets elektroner beveger seg lett fra ett bånd til et annet når den eksterne energien blir påført over det.

Når motsatt forspenning gjelder over diodenog tilførselsspenningen er lik Zener-spenningen, så begynner den å utføre i motsatt retning. Zener spenningen er spenningen der uttømmingsområdet forsvinner helt.

Den motsatte bias gjelder over diodenøker intensiteten av elektrisk felt over depletion regionen. Dermed tillater elektronene å bevege seg fra valensbåndet av P-type materiale til ledningsbåndet av N-type materiale. Denne overføringen av valensbåndelektroner til ledningsbåndet reduserer sperren mellom materialet p og n-typen. Når uttømningsområdet blir helt forsvunnet, begynner dioden å gå i motsatt forspenning.

Karakteristisk for Zener Diode

VI-karakteristikkgrafen for Zener-dioden ervist i figuren under. Denne kurven viser at Zener-dioden, når den er koblet i videresendingsforspenning, oppfører seg som en vanlig diode. Men når reversspenningen gjelder over den og reversspenningen stiger utover den forutbestemte klassifiseringen, oppstår Zener-sammenbrudd i dioden.

Ved Zener nedbrytingsspenning starter strømmenflyter i omvendt retning. Grafen for Zener-sammenbrudd er ikke akkurat vertikal vist ovenfor, noe som viser at Zener-dioden har motstand. Spenningen over Zener er representert ved ligningen vist nedenfor.

V = V_Z + I_ZR_Z

Programmer av Zener Diode

Zener-dioden brukes hovedsakelig i kommersielle og industrielle applikasjoner. Følgende er hovedapplikasjonen til Zener-dioden.

Som spenningsstabilisator - Zener dioden brukes til å regulereSpenning. Det gir den konstante spenningen fra den svingende spenningskilden til lasten. Zener-dioden er koblet parallelt over lasten og opprettholder konstantspenningen V_Z og stabiliserer dermed spenningen.

For målerbeskyttelse - Zener-dioden brukes vanligvis imultimetre for å styre bevegelsen til måleren mot utilsiktet overbelastning. Den er koblet parallelt med dioden. Når overbelastningen skjer over dioden, går det meste av strømmen gjennom dioden. Dermed beskytter apparatet mot skade.

For Wave Shaping - Zener-dioden brukes til å konvertere sinusbølge inn i firkantbølgen. Dette kan gjøres ved å plassere de to Zener Diodene i serie med motstanden. Dioden er koblet til baksiden og i motsatt retning.

Når spenningen som er påført over terminalen, ermindre enn Zener-spenningen, gir diodene en høy resistiv bane til strømmen, og inngangspenningen påført over en diode dukket opp på utgangsterminalen. Når spenningen stiger utover Zener-spenningen, tilbyr de en lav motstandssti og stor strøm strømmer gjennom dioden. På grunn av den kraftige spenningsfallet oppstår over motstanden og inngangsbølgen cutoff på toppen. Således kommer firkantbølgen over utgangsterminalen