Зенер диод - энэ юу вэ, юунд зориулагдсан бэ?

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-02 13:59

Zener диод нь өвөрмөц шинж чанартай хагас дамжуулагч диод юм. Хэрэв ердийн хагас дамжуулагч нь дахин асаалттай бол тусгаарлагч бол хэрэглэсэн хүчдэл тодорхой хэмжээгээр нэмэгдэх хүртэл энэ функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүний дараа нуранги шиг урвуу эвдрэл үүсдэг. Zener диодоор урсах урвуу гүйдэл цаашид нэмэгдэх тусам эсэргүүцэл пропорциональ буурснаас болж хүчдэл тогтмол хэвээр байна. Ингэснээр тогтворжуулах горимд хүрэх боломжтой.

Битүү төлөвт бага зэргийн алдагдал гүйдэл эхлээд zener диодоор дамждаг. Элемент нь резистор шиг ажилладаг бөгөөд эсэргүүцлийн утга нь их байдаг. Эвдрэлийн үед zener диодын эсэргүүцэл нь үл тоомсорлодог. Хэрэв бид оролтын хүчдэлийг үргэлжлүүлэн нэмэгдүүлбэл элемент халж эхлэх бөгөөд гүйдэл нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтрэх үед эргэлт буцалтгүй болно.дулааны эвдрэл. Хэрэв асуудлыг авчрахгүй бол хүчдэл тэгээс ажлын талбайн дээд хязгаар хүртэл өөрчлөгдөхөд zener диодын шинж чанар хадгалагдана.

Zener диодыг шууд асаахад диодын шинж чанар ижил байна. Нэмэх нь p мужид, хасах нь n мужид холбогдсон үед шилжилтийн эсэргүүцэл бага байх ба гүйдэл түүгээр чөлөөтэй урсдаг. Энэ нь оролтын хүчдэл нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

Зенер диод нь ихэвчлэн эсрэг чиглэлд холбогдсон тусгай диод юм. Элемент нь эхлээд хаалттай төлөвт байна. Цахилгааны эвдрэлийн үед хүчдэлийн zener диод нь түүнийг өргөн гүйдлийн хүрээнд тогтмол байлгадаг.

Анод дээр хасах, катод дээр нэмэх нь туссан. Тогтворжуулахаас цааш (2-р цэгээс доош) хэт халалт үүсч, элементийн эвдрэл гарах магадлал нэмэгдэнэ.

Онцлогууд

Zener параметрүүд дараах байдалтай байна:

• U_st - нэрлэсэн гүйдлийн тогтворжуулах хүчдэл I_st;
• I_{st min - хамгийн бага цахилгаан эвдрэлийн эхлэх гүйдэл;}
• I_{st max - хамгийн их зөвшөөрөгдөх гүйдэл;}
• TKN - температурын коэффициент.

Ердийн диодоос ялгаатай нь zener диод нь цахилгаан болон дулааны эвдрэлийн мужууд нь гүйдлийн хүчдлийн шинж чанараас нэлээд хол зайд байрладаг хагас дамжуулагч төхөөрөмж юм.

Зөвшөөрөгдөх хамгийн их гүйдэлтэй холбоотой параметрийг ихэвчлэн заадагхүснэгтүүд - эрчим хүчний зарцуулалт:

P_max=I_{st max}∙ U_st.

Zener диодын температурын хамаарал нь эерэг эсвэл сөрөг байж болно. Элементүүдийг өөр өөр тэмдгийн коэффициент бүхий цуваа холбосноор халаалт, хөргөлтөөс үл хамаарах нарийн zener диодууд үүсдэг.

Оруулсан схемүүд

Энгийн тогтворжуулагчийн ердийн хэлхээ нь тогтворжуулагчийн эсэргүүцэл R_{b ба ачааллыг шунтдаг zener диодоос бүрдэнэ.}

Зарим тохиолдолд тогтворжилтын зөрчил гардаг.

1. Гаралтад шүүлтүүрийн конденсатор байгаа тохиолдолд тэжээлийн эх үүсвэрээс их хэмжээний хүчдэлийг тогтворжуулагчид оруулах. Цэнэглэж байх үеийн гүйдлийн өсөлт нь zener диодын эвдрэл эсвэл R_{b резисторыг устгахад хүргэдэг.}
2. Ачаалал унтарсан. Оролтод хамгийн их хүчдэл хэрэглэх үед zener диодын гүйдэл нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтрэх бөгөөд энэ нь түүнийг халаах, устгахад хүргэдэг. Энд ажлын паспортын аюулгүй байдлыг ажиглах нь чухал.
3. Эсэргүүцэл R_{b нь хамгийн бага тэжээлийн хүчдэл ба ачаалал дээрх зөвшөөрөгдөх хамгийн их гүйдлийн үед zener диод нь ажиллах зохицуулалтын бүсэд байхаар жижиг гэж сонгосон.}

Тиристорын хамгаалалтын хэлхээ эсвэл гал хамгаалагчийг тогтворжуулагчийг хамгаалахад ашигладаг.

Resistor R_{b-ийг дараах томъёогоор тооцоолно:}

R_b=(U_pit - U_nom)(Ist _{+ I}n_).

Одоогийнzener диод I_st нь оролтын хүчдэл U_pit ба ачааллын гүйдэл I _{зэргээс хамаарч зөвшөөрөгдөх дээд ба хамгийн бага утгуудын хооронд сонгогдоно. n.}

Зэнер сонголт

Элементүүдийн тогтворжуулалтын хүчдэл их хэмжээгээр тархдаг. U_{n-ийн яг утгыг авахын тулд zener диодуудыг нэг багцаас сонгоно. Илүү нарийн хүрээтэй параметрүүдтэй төрлүүд байдаг. Эрчим хүч их зарцуулдаг тул элементүүдийг радиаторууд дээр суурилуулсан.}

Zener диодын параметрүүдийг тооцоолохын тулд эхний өгөгдөл шаардлагатай, жишээлбэл:

• U_{pit=12-15 В - оролтын хүчдэл;}
• U_{st=9 В - тогтворжсон хүчдэл;}
• R_{n=50-100 мА - ачаалал.}

Параметрүүд нь цахилгаан бага зарцуулдаг төхөөрөмжүүдэд зориулагдсан байдаг.

12 В-ын хамгийн бага оролтын хүчдэлийн хувьд ачаалал дээрх гүйдлийг хамгийн ихдээ - 100 мА хүртэл сонгоно. Ом хуулийн дагуу та хэлхээний нийт ачааллыг олох боломжтой:

R_{∑=12 В / 0.1 A=120 Ом.}

Zener диод дээр хүчдэлийн уналт 9 В байна. 0.1 А гүйдлийн хувьд эквивалент ачаалал:

R_{eq=9 В / 0.1 A=90 Ом.}

Одоо та тогтворжуулагчийн эсэргүүцлийг тодорхойлох боломжтой:

R_{b=120 Ом - 90 Ом=30 Ом.}

Энэ нь тооцоолсонтой ижил утгатай стандарт мөрнөөс сонгогдоно.

zener диодоор дамжин өнгөрөх хамгийн их гүйдлийг ачааллыг салгах замаар тодорхойлно, ингэснээр ямар нэгэн утсыг гагнаагүй тохиолдолд энэ нь ажиллахгүй болно. Резистор дээрх хүчдэлийн уналт нь: байх болно.

U_{R=15 - 9=6 Б.}

Дараа нь резистороор дамжин өнгөрөх гүйдлийг тодорхойлно:

I_{R=6/30=0, 2 A.}

Zener диод түүнтэй цуваа холбогдсон тул I_c=I_{R=0.2 А.}

Цахилгааны зарцуулалт P=0.2∙9=1.8 Вт болно.

Авсан параметрийн дагуу тохирох Zener диод D815V-г сонгосон.

Тэгш хэмт zener диод

Тэгш хэмтэй диодын тиристор нь хувьсах гүйдэл дамжуулдаг шилжүүлэгч төхөөрөмж юм. Түүний ажлын онцлог нь 30-50 В-ийн хүрээнд асаалттай үед хэд хэдэн вольт хүртэл хүчдэлийн уналт юм. Үүнийг хоёр эсрэг холбогдсон ердийн zener диодоор сольж болно. Төхөөрөмжүүдийг солих элемент болгон ашигладаг.

zener диодын аналог

Тохиромжтой элементийг олох боломжгүй үед транзистор дээр zener диодын аналогийг ашигладаг. Тэдний давуу тал нь хүчдэлийн зохицуулалт хийх боломж юм. Үүнд олон шатлалт тогтмол гүйдлийн өсгөгч ашиглаж болно.

Оролтод R1 шүргэх резистор бүхий хүчдэл хуваагч суурилуулсан. Хэрэв оролтын хүчдэл нэмэгдвэл транзистор VT1 дээр үндэслэн энэ нь бас нэмэгддэг. Үүний зэрэгцээ транзистор VT2-ээр дамжих гүйдэл нэмэгдэж, энэ нь хүчдэлийн өсөлтийг нөхөж, улмаар гаралтын үед түүнийг тогтвортой байлгадаг.

Zener диодын тэмдэглэгээ

Шилэн zener диод, хуванцар хайрцагт zener диод үйлдвэрлэгддэг. Эхний тохиолдолд тэдгээрт 2 тоо хамаарах бөгөөд тэдгээрийн хооронд V үсэг байрладаг. 9V1 гэсэн бичээс ньU_{st=9, 1 В.}

Хуванцар хайрцаг дээрх бичээсүүдийг мэдээллийн хуудас ашиглан тайлсан бөгөөд та эндээс бусад параметрүүдийг олж мэдэх боломжтой.

Гүйцэн дээрх бараан цагираг нь плюс холбогдсон катодыг заана.

Дүгнэлт

Zener диод нь тусгай шинж чанартай диод юм. Zener диодын давуу тал нь үйл ажиллагааны гүйдлийн өргөн хүрээний өөрчлөлттэй хүчдэлийн тогтворжилтын өндөр түвшин, түүнчлэн энгийн холболтын схемүүд юм. Бага хүчдэлийг тогтворжуулахын тулд төхөөрөмжүүдийг урагш чиглүүлж, ердийн диод шиг ажиллаж эхэлдэг.