دیود زنر (Zener Diode)

دیود زنر (Zener Diode)

دیود زنر هم مانند دیود معمولی از اتصال دو کریستال P و N ساخته می شود.جنس نیمه هادی های این دیود از سیلیسیم بوده و در بایاس موافق مانند یک دیود معمولی سیلیسیمی عمل می کند. بر خلاف دیود های معمولی که در بایاس مخالف ، در منطقه شکست آسیب می بینند ، دیودهای زنر به گونه ای ساخته می شوند تا بتوانند در منطقه شکست کار کنند.

وقتی ولتاژ بایاس مخالف دیود زنر را به تدریج افزایش دهیم ، در یک ولتاژ خاص دیود شروع به هدایت می کند. ولتاژی که دیود زنر به ازای آن در بایاس معکوس هادی می شود به ولتاژ شکست زنر معروف است.

در کارخانه های سازنده دیود زنر ، با تنظیم میزان ناخالصی در این دیودها ، دیودهایی با ولتاژهای شکست مختلف ساخته می شوند.با هادی شدن دیود در ولتاژ شکست دیود ، ولتاژ دو سر دیود تقریباً ثابت می ماند و جریان عبوری از دیود افزایش می یابد.از این خاصیت دیود زنر برای تثبیت ولتاژ استفاده می شود.

در زیر منحنی مشخصه ی دیود زنر را مشاهده می کنید :

استاندارد ولتاژهای زنر : دیود زنر در ولتاژهای شکست مختلف مطابق استاندارد سری E ساخته می شود . دو سری استاندارد E12 و E24 متداول تر است.ولتاژ زنر معمولاً از ۲٫۴ ولت تا ۲۰۰ ولت ساخته می شود.سریE12 دارای تلرانس ۱۰ درصد و سری E24 دارای تلرانس ۵ درصد است.معمولاً تلرانس همراه با ولتاژ شکست بر روی دیود نوشته می شود . حرف C برای تلرانس ۵ درصد و حرف D برای تلرانس ۱۰ درصد به کار می رود.

توان دیودهای زنر:

جریانی که در بایاس معکوس ، از دیود زنر عبور می کند اگر زیاد شود باعث سوختن دیود می شود. زیرا این جریان باعث به وجود آمدن حرارت در محل پیوند P–N می شود . حداکثر جریانی که به ازای آن ، دیود معیوب نمی شود بستگی به توان زنر و ولتاژ شکست زنر دارد.

دیود های زنر معمولاً برای توان های ۰٫۱۵ وات تا ۵۰ وات ساخته می شوند . در شکل زیر یک نمونه دیود زنر توان پایین و در شکل زیر نیز یک نمونه دیود زنر توان بالا نمایش داده شده است.

ضریب حرارتی دیود زنر:

مقدار ولتاژ دیود زنر در اثر گرما تغییر می کند.کارخانه های سازنده برای هر دیود زنر ضریبی را تعیین می کنند که این ضریب بیانگر این است که به ازای تغییر حرارت به اندازه یک درجه ، ولتاژ زنر چه تغییری می کند . این ضریب را ضریب حرارتی دیود زنر می نامند.ضریب حرارتی دیود زنر با ولتاژ شکست ۵٫۱ ولت تا ۵٫۶ ولت تقریباً صفر است و برای ولتاژهای کمتر از این مقدار ضریب حرارتی منفی و برای ولتاژهای بیشتر از این مقدار ضریب حرارتی مثبت می باشد.