Zener - apa ini dan apa itu untuk?

Zener - dioda semikonduktor dengan sifat yang unik. Jika semikonduktor biasa ketika masuknya terbalik adalah isolator, ia melakukan fungsi ini sampai pertumbuhan tertentu tegangan yang diberikan, dimana reversibel avalanche breakdown terjadi. Dengan peningkatan lebih lanjut dalam aliran melalui zener tegangan dioda terbalik tetap konstan karena penurunan proporsional perlawanan. Dengan cara ini mungkin untuk mencapai modus stabilisasi.

Saat ditutup, zener pertama melewati kebocoran arus kecil. Elemen berperilaku sebagai resistor yang nilai resistansi besar. Dalam pemecahan perlawanan zener menjadi diabaikan. Jika lanjut terus menaikkan tegangan input, elemen mulai hangat dan ketika saat ini melebihi nilai yang diijinkan dari pelarian termal ireversibel. Jika tidak dibawa ke itu, perubahan tegangan dari nol sampai batas atas sifat zener kerja dipertahankan.

Ketika langsung beralih zener karakteristik dioda tidak berbeda dari dioda. Ketika terhubung ke p-plus wilayah dan minus - untuk n-wilayah perlawanan transisi kecil dan arus mengalir melalui itu dengan bebas. Ia meningkat dengan tegangan input.

Zener - dioda khusus, terhubung sebagian besar mundur. Elemen pertama adalah dalam keadaan tertutup. Ketika tegangan breakdown zener listrik dipertahankan konstan dalam berbagai arus yang besar.

Dipasok ke negatif anoda dan katoda - plus. Di luar stabilisasi (point 2 di bawah) dan overheat meningkatkan probabilitas kegagalan sel.

karakteristik

parameter dioda zener adalah sebagai berikut:

• U _v - tegangan stabilisasi pada nominal saat ini saya _v;
• _Pasal I _min - breakdown minimum dimulai arus listrik;
• Saya _{st max} - yang diijinkan arus maksimum;
• TKN - koefisien suhu.

Berbeda dengan dioda konvensional, dioda zener - perangkat semikonduktor, di mana karakteristik arus-tegangan dari bidang kerusakan listrik dan termal yang terletak cukup jauh dari satu sama lain.

Dengan arus maksimum dari parameter terkait, sering diberikan dalam tabel - disipasi daya:

P _max = I _max ∙ U _{v v.}

Ketergantungan pada suhu operasi dari dioda zener mungkin TKN positif atau negatif. Unsur-unsur koneksi sekuensial dengan tanda-tanda yang berbeda untuk koefisien yang presisi zener tidak tergantung pada pemanasan atau pendinginan.

sirkuit

Diagram khas dari stabilizer sederhana, terdiri dari beban shunt resistensi ballast R _b dan dioda zener.

Dalam beberapa kasus, ada pelanggaran stabilisasi.

1. Stabilizer infeed tegangan besar dari sumber daya di hadapan kapasitor filter output. Lonjakan arus saat pengisian dapat menyebabkan kegagalan dioda zener atau penghancuran resistor R _b.
2. pelepasan beban. Ketika diterapkan pada tegangan input maksimum arus dioda zener dapat melebihi yang diijinkan yang mengarah pada kehancuran dan pemanasan. Hal ini penting untuk mematuhi paspor daerah operasi yang aman.
3. Hambatan R _b dipilih kecil, sehingga pada nilai serendah mungkin dari tegangan suplai dan arus beban maksimum yang diijinkan untuk dioda zener adalah dalam bekerja zona regulasi.

Untuk melindungi stabilizer digunakan perlindungan sirkuit thyristor atau sekering.

Resistor R _b dihitung dengan rumus:

R _b = (U _pit - U _SG) (I _v + I _n).

Zener saat ini saya _v dipilih antara maksimum dan minimum nilai yang dapat diterima, tergantung pada tegangan input U _pit dan arus beban I _n.

Pilihan zener

Elemen-elemen memiliki variasi yang besar dalam stabilisasi tegangan. Untuk mendapatkan nilai yang akurat dari U _n, dioda Zener dipilih dari batch yang sama. Ada jenis dengan kisaran sempit parameter. Pada daya tinggi elemen disipasi dipasang pada radiator.

input data yang diperlukan untuk perhitungan parameter dioda zener, misalnya, sebagai berikut:

• U _num = 12-15 - tegangan input;
• U _v = 9 - tegangan stabil;
• R _n = 50-100 mA - beban.

Parameter karakteristik perangkat dengan konsumsi daya yang rendah.

Untuk tegangan input minimal 12 V, arus pada beban maksimum yang dipilih - 100 mA. Menurut hukum Ohm dapat ditemukan berat total rantai:

R _Σ = 12 V / 0,1 A = 120 ohm.

drop tegangan Zener adalah 9 V. Dalam saat ini 0,1 A dummy load adalah:

R _eq = 9 V / 0,1 A = 90 ohm.

Sekarang adalah mungkin untuk menentukan ketahanan balast:

R _B = 120 ohm - 90 ohm = 30 ohm.

Hal ini dipilih dari berbagai standar dimana nilai bertepatan dengan nilai yang dihitung.

Arus maksimum melalui dioda zener ditentukan dengan memperhatikan beban pemutusan, bahwa tidak rusak, jika ada kawat unsolder. Jatuh tegangan resistor akan:

U _R = 15-9 = 6 V.

Berikutnya, arus melalui resistor:

Aku _R = 6/30 = 0,2 A.

Karena dioda zener terhubung secara seri untuk itu, saya _c = I _R = 0,2 A.

disipasi daya akan P = 0,2 ∙ 9 = 1,8 watt.

Sesuai dengan parameter yang diperoleh memilih D815V zener yang cocok.

zener simetris

Sebuah DIAC adalah perangkat switching, sebuah alternating current konduktif. Sebuah fitur dari karyanya adalah untuk drop tegangan ke beberapa volt ketika dimasukkan dalam kisaran 30-50 V. Hal ini dapat diganti dengan dua zener konvensional malah disertakan. Perangkat yang digunakan sebagai elemen switching.

zener analog

Bila Anda tidak dapat menemukan elemen yang cocok, menggunakan analogi dari zener dioda transistor. Keuntungan mereka adalah kemungkinan pengaturan tegangan. Hal ini dapat berlaku DC amplifier dengan beberapa tahap.

Pada pembagi tegangan input untuk menetapkan resistor pemangkasan R1. Jika tegangan input meningkat, atas dasar transistor VT1 juga meningkat. Hal ini meningkatkan arus melalui transistor VT2, yang mengkompensasi kenaikan tegangan, dengan demikian mempertahankan keluaran stabil.

menandai Zener

Tersedia dalam dioda zener kaca dan dioda Zener dalam perumahan plastik. Dalam kasus pertama mereka diterapkan pada angka 2, antara yang huruf V. Judul 9V1 menunjukkan bahwa U _v = 9,1 V.

Pada plastik prasasti perumahan diuraikan menggunakan datasheet, di mana Anda juga dapat menemukan pilihan lain.

Gelap cincin di tubuh ditunjukkan oleh katoda, yang terhubung plus.

kesimpulan

Zener - dioda dengan sifat khusus. Keuntungannya adalah regulasi tegangan Zener tinggi pada rentang kerja macam variasi saat ini, serta skema koneksi sederhana. Untuk menstabilkan tegangan rendah perangkat termasuk arah ke depan, dan mereka mulai bekerja dioda seperti biasa.