Zeneri dioodi lagunemise omadused

Zeneri dioodi sümbol on näidatud alloleval joonisel. Katoodi tähistava sirgjoone asemel on zeneri dioodil painutatud joon, mis meenutab Z -tähte (zeneri puhul). Zeneri diood on räni pn-ristmik, mis on ette nähtud töötamiseks vastupidise lagunemise piirkonnas. Zeneri dioodi purunemispinge määratakse kindlaks, kontrollides tootmise ajal hoolikalt dopingutaset. Eelmises artiklis käsitletud dioodikõvera arutelust nähtub, et kui diood jõuab pöördrikkumiseni, jääb selle pinge peaaegu konstantseks, kuigi vool muutub drastiliselt, ja see on zeneri dioodi töö võti. See volt-ampri karakteristik on uuesti näidatud alloleval joonisel, kusjuures zeneri dioodide tavaline tööpiirkond on näidatud varjutatud alana. Zeneri jaotus Zeneri dioodid on loodud töötama vastupidises jaotuses. Zeneri dioodi kahte tüüpi tagasilööke on laviin ja zener. Laviiniefekt esineb nii alaldi kui ka zeneri dioodidel piisavalt kõrge pöördpinge korral. Zeneri lagunemine toimub zeneri dioodis madalate pöördpingete korral. Zeneri diood on rikkaliku pinge vähendamiseks tugevalt legeeritud. See põhjustab väga õhukese ammendumispiirkonna. Selle tulemusena on ammendumispiirkonnas intensiivne elektriväli. Zeneri purunemispinge (V) lähedal on väli piisavalt intensiivne, et tõmmata elektronid nende valentsribadest ja tekitada voolu. Zeneri dioodid, mille lagunemispinge on alla 5 V, töötavad valdavalt zeneri rikke korral. Need, mille purunemispinge on suurem kui ligikaudu 5 V, töötavad peamiselt laviini rikke korral. Mõlemat tüüpi nimetatakse aga zeneri dioodideks. Zenerid on kaubanduslikult saadaval jaotuspingega alla 1 V kuni üle 250 V, lubatud tolerantsidega 1% kuni 20%. Zeneri lagunemise omadused Joonisel on näidatud zeneri dioodi iseloomuliku kõvera tagumine osa. Pange tähele, et kui vastupidine pinge (VR) suureneb, jääb tagasivool (IR) kuni kõvera põlveni äärmiselt väikeseks. Tagasivoolu nimetatakse ka zeneri vooluks, IZ. Sel hetkel algab lagunemisefekt; sisemine zeneri takistus, mida nimetatakse ka zeneri impedantsiks (ZZ), hakkab vastupidise voolu kiire suurenemisega vähenema. Põlve põhjast jääb zeneri purunemispinge (VZ) sisuliselt konstantseks, kuigi see suureneb veidi, kui zeneri vool IZ suureneb. Joonis: Zeneri dioodi vastupidine omadus. VZ määratakse tavaliselt zeneri voolu väärtusel, mida nimetatakse testvooluks. Zeneri reguleerimine Zener -dioodi põhijooneks on võimalus hoida klemmides pöördpinget sisuliselt konstantsena. Rikke korral töötav zeneri diood toimib pingeregulaatorina, kuna see hoiab oma klemmides peaaegu konstantset pinget kindlaksmääratud pöördvoolu väärtuste vahemikus. Dioodi pinge reguleerimiseks lagunemisel tuleb säilitada minimaalne tagasivoolu väärtus IZK. Ülaltoodud joonisel oleval kõveral näete, et kui tagasivoolu voolu vähendatakse kõvera põlve all, väheneb pinge drastiliselt ja reguleerimine kaob. Samuti on maksimaalne vool IZM, mille ületamisel võib diood liigse võimsuse hajumise tõttu kahjustuda. Niisiis, põhimõtteliselt säilitab zeneri diood oma klemmides peaaegu konstantse pinge tagasivoolu väärtuste vahemikus IZK kuni IZM. Zeneri nimipinge VZ määratakse tavaliselt andmelehel pöördvoolu väärtusel, mida nimetatakse zeneri testvooluks. Zeneri samaväärsed ahelad Alloleval joonisel on näidatud Zener -dioodi ideaalne mudel (esimene lähendus) vastupidises jaotuses ja selle ideaalne iseloomulik kõver. Sellel on konstantne pingelangus, mis on võrdne zeneri nimipingega. Seda pidevat pingelangust üle zenerdioodi, mis on tekkinud vastupidise lagunemisega, tähistab alalispinge sümbol, kuigi zeneri diood ei tooda pinget. Joonis: Ideaalne zeneri dioodi ekvivalentse vooluahela mudel ja iseloomulik kõver. Joonisel (a) on kujutatud zeneri dioodi praktiline mudel (teine ​​lähendus), kuhu on lisatud zeneri takistus (takistus) ZZ. Kuna tegelik pingekõver pole ideaaljuhul vertikaalne, tekitab zeneri voolu (ΔIZ) muutus väikese muutuse zeneri pinges (ΔVZ), nagu on näidatud allpool joonisel (b). Ohmi seaduse kohaselt on ΔVZ ja ΔIZ suhe impedants, mis on väljendatud järgmises võrrandis: Tavaliselt on ZZ määratud zeneri testvoolul. Enamikul juhtudel võite eeldada, et ZZ on väike konstant kogu zeneri voolu väärtuste vahemikus ja on puhtalt takistuslik. Parim on vältida zeneri dioodi kasutamist kõvera põlve lähedal, kuna takistus muutub selles piirkonnas dramaatiliselt. Joonis: Praktiline Zeneri dioodi ekvivalentne ahel ja ZZ -d illustreeriv iseloomulik kõver. Enamiku vooluahelate analüüsi ja tõrkeotsingu jaoks annab ideaalne mudel väga häid tulemusi ja seda on palju lihtsam kasutada kui keerukamaid mudeleid. Kui zeneri diood töötab normaalselt, toimub see vastupidises jaotuses ja peaksite jälgima selle nimipinget. Enamik skeeme näitab joonisel, milline see pinge peaks olema. Zeneri dioodide peamine rakendus on pingeregulaatori tüüp, mis tagab stabiilse võrdluspinge toiteallikates, voltmeetrites ja muudes instrumentides kasutamiseks. Zeneri dioodi lagunemispinge Zeneri dioodi lagunemine võib toimuda kahel erineval viisil. Need on toodud allpool Zeneri jaotus Laviini jaotus Erinevad jaotused eristatakse tavaliselt dopingukontsentratsiooni alusel. Kui PN-ristmik on tugevalt legeeritud, toimub zeneri lagunemine, samal ajal kui laviin laguneb ainult siis, kui PN-ristmik on väga kergelt legeeritud. 1. Zeneri lagunemine: Zeneri lagunemine toimub siis, kui pn -ristmiku pöördpinge on piisavalt kõrge, nii et tekkiv elektriväli avaldab ristmikul suurt jõudu seotud elektronile, et see selle kovalentsest sidemest välja rebida. Seega tekitab kovalentsete piiride otsene purunemine suure hulga elektron-aukude paare, suurendades seeläbi tagasivoolu. Seda protsessi nimetatakse Zeneri lagunemiseks. Kuna rikkepinge ristmiku temperatuuri tõustes väheneb, on see negatiivne temperatuurikoefitsient. 2. Laviini lagunemine: termiliselt genereeritud kandur kukub ristmikupiirkonnast alla ja omandab rakendatud potentsiaalist energiat. See kandja põrkub kokku kristalliooniga ja annab piisavalt energiat, et häirida kovalentset sidet. Lisaks algsele kandjale on loodud uued elektron-aukude paarid. Need kandjad võivad koguda ka rakendatud väljast piisavat energiat, põrkuda teise kristalliooniga ja siiski luua veel ühe elektron-augu paari. Seda protsessi nimetatakse laviinide korrutamiseks. Sel juhul suureneb jaotuspinge temperatuuri tõusuga. Zeneri dioodide rikkepinge on vahemikus 3V kuni 200 V. Zeneri dioodi rakendused Zeneri dioodi erinevad rakendused on erinevates kaitselülitustes. Zeneri piirajates, st lõikamisahelates, mida kasutatakse pinge lainekuju soovimatu osa eemaldamiseks. Pinge reguleeriva elemendina pingeregulaatorites.

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri