_ بخش دیود زِنِر (zener diode)  _ امنیت در مدار الکترونیکی

عملکرد دیود زنر یا "دیود شکست" بر خلاف یک دیود معمولی در هنگام بایاس معکوس

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



دیود های زنر یا شکست ، دیود های نیمه هادی با پیوند p-n هستند که در ناحیه بایاس معکوس کار کرده و دارای کاربرد های زیادی در الکترونیک ، مخصوصاً به عنوان ولتاژ مبنا و یا تثبیت کننده ی ولتاژ دارند.دیود زنر یا "دیود شکست"، همانطور که گاهی اوقات به آنها نیز اشاره می شود، اساساً همان دیود های اتصال PN استاندارد هستند، به جز اینکه آنها به طور ویژه برای داشتن ولتاژ شکست معکوس کم و مشخص طراحی شده اند که از هر ولتاژ معکوس استفاده می کند. به آن اعمال شود.

در جهت بایاس رو به جلو، یعنی آند نسبت به کاتد خود مثبت تر است، یک دیود زنر مانند یک دیود اتصال معمولی رفتار می کند زمانی که ولتاژ رو به جلو VF در سراسر دیود از 0.7 ولت (سیلیکون) تجاوز می کند و باعث هدایت دیود زنر می شود.



جریان رو به جلو که از طریق دیود رسانا می گذرد در حداکثر آن تنها با بار متصل تعیین می شود. بنابراین در جهت بایاس رو به جلو، زنر مانند یک دیود معمولی در محدوده جریان و/یا توان مشخص شده خود رفتار می‌کند و به این ترتیب، ویژگی‌های رو به جلو یک دیود زنر معمولاً مورد توجه نیست.

با این حال، بر خلاف یک دیود معمولی که در هنگام بایاس معکوس، هر جریانی را از طریق خود مسدود می کند، یعنی کاتد مثبت تر از آند می شود، به محض اینکه ولتاژ معکوس به مقدار از پیش تعیین شده برسد، دیود زنر شروع به هدایت در دیود می کند. (جهت معکوس) هنگامی که ولتاژ معکوس اعمال شده در دیود زنر از ولتاژ نامی دستگاه فراتر رفت، فرآیندی به نام شکست زنر در لایه تخلیه نیمه هادی رخ می دهد و جریانی شروع به عبور از دیود می کند تا این افزایش ولتاژ را محدود کند.جریانی که اکنون از دیود زنر می گذرد به طور چشمگیری به حداکثر مقدار مدار خود (که معمولاً توسط یک مقاومت سری محدود می شود) افزایش می یابد. هنگامی که خرابی زنر رخ می دهد، افت ولتاژ در سراسر دیود نسبتاً ثابت می ماند، حتی اگر جریان زنر، از طریق آن به طور قابل توجهی متفاوت باشد. نقطه ولتاژی که در آن ولتاژ روی دیود زنر پایدار می شود، "ولتاژ زنر" نامیده می شود . برای دیودهای زنر، این مقدار ولتاژ شکست می تواند از چند ولت تا چند صد ولت متغیر باشد.نقطه ای که در آن ولتاژ زنر باعث ایجاد جریان برای عبور از دیود می شود را می توان با دقت بسیار دقیق (با تحمل کمتر از 1٪) در مرحله دوپینگ ساخت نیمه هادی دیودها میتوان کنترل کرد.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک