Hvad er en Zener-diode, hvordan fungerer den, og hvad bruges den til?

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

I hverdagen og i professionelle aktiviteter på alle områder anvendes forskellige elektroniske enheder i vid udstrækning. Deres ydeevne sikres af en konstant spændingskilde, der drives af et vekselstrømsnetværk. Netspændingen "går" ofte inden for brede grænser, og uden specielle foranstaltninger reflekteres alle disse ændringer direkte i udgangsspændingen. Dette påvirker ikke den elektroniske enheds funktion bedst muligt. For at overvinde denne ulempe bruges et antal kredsløbsløsninger til at stabilisere kildens udgangsspænding. Funktionerne for en nøglekomponent i langt størstedelen af ​​stabiliseringskredsløb udføres af en zenerdiode.

Zener diode funktioner

Zener-diode (i fremmed litteratur ofte omtalt med navnet på opfinderen som Zener-dioden) er en halvlederdiode, der drives i omvendt bias-tilstand. På grund af den tilsvarende struktur af pn-krydset ved en spændingsværdi, der når en bestemt tærskelspænding, begynder den elektrisk sammenbrud, som et resultat af, at strømmen stiger kraftigt med en meget lille ændring i spændingsfaldet over krydset, som vist i Figur 1. Dette område fungerer for zenerdioden.

instagram viewer

Billede 1. Strømspændingskarakteristik for zenerdioden
Billede 1. Strømspændingskarakteristik for zenerdioden

Standardiserede parametre

Producenten specificerer i de tekniske data et antal parametre, der er nødvendige ved design af stabiliseringskredsløb.

Påkrævet:

  • stabiliseringsspænding;
  • maksimal strøm.

Bekvemmeligheden ved at bruge sovjetiske zener-dioder lettes mærkbart af det faktum, at stabiliseringsspændingen eksplicit indtastes i deres indeks. For eksempel betegner betegnelsen KS147 en siliciumzener-diode med en stabiliseringsspænding på 4,7 V.

Den enkleste stabiliseringsordning

Den enkleste såkaldte. Det parametriske stabiliseringskredsløb er vist i figur 2 og er samlet fra en zenerdiode og en begrænsningsmodstand R. Det fungerer som følger. Når man for eksempel øger indgangsspændingen med UU, stiger strømmen gennem zenerdioden straks, hvilket resulterer i, at ΔU falder med R, og kædens indgangsspænding forbliver uændret.

Figur 2. Det enkleste stabiliseringskredsløb baseret på en zenerdiode
Figur 2. Det enkleste stabiliseringskredsløb baseret på en zenerdiode

Den stærke side af kredsløbet i figur 2 er normal ydeevne både med en jævn og pludselig ændring af indgangsspændingen. For yderligere at øge kvaliteten af ​​stabilisering med impulsindgangshandlinger er en stor kondensator ofte inkluderet parallelt med zenerdioden.

Servicekontrol

Kontrol af en zenerdiodes helbred svarer til kontrol af en konventionel diode og udføres med et multimeter: elementet skal demonstrere en stor modstand i den ene retning og en lille i den anden, figur 3. Dette skyldes, at nedbrydningsspændingen er mærkbart højere end udgangsspændingen fra testeren i modstandsmålingstilstand.

Figur 3. Kontrol af Zener-dioden med et multimeter
Figur 3. Kontrol af Zener-dioden med et multimeter