دیود زِنر Zenner (ساختار ، عملکرد و تِست دیود زِنر) برق _ الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : zenner نوع خاصی از دیود است که بر خلاف دیود معمولی، نه تنها اجازۀ عبور جریان از آند به کاتد می دهد، بلکه در جهت معکوس، زمانی که ولتاژ از حد معینی موسوم به «ولتاژ زنر» فراتر رود، نیز جریان را عبور می دهد.ولتاژ زنر را به نام های دیگری از جمله ولتاژ شکست، ولتاژ زانو یا ولتاژ بهمنی نیز می شناسند. معمولی ترین کار دیود زِنر zenner تثبیت (ثابت نگه داشتن) ولتاژ میباشد.
دیود زنر به طور گسترده ای به عنوان مرجع ولتاژ (voltage reference) در کاربرد های تثبیت و تنظیم ولتاژ استفاده می شود. به این منظور، دیود زنر همیشه در بایاس معکوس در مدار قرار داده می شود.از دیگر کاربرد های آن، شیفت دهندۀ سطح ولتاژ، یا بُرِش گر (clipper) ولتاژ است. دیود زنر به ندرت در بایاس مستقیم به کار می رود.
جنس نیمه هادی های دیود زِنرZenner 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 در مقابل 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 ، دیود هایی با ولتاژ های 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.
دیود زنر نیز مانند یک دیود معمولی از اتصال سیلیکون PN تشکیل شده است و زمانی که در جهت مستقیم بایاس شود رفتاری مانند دیود سیگنال معمولی دارد و جریان را از خود عبور می دهد اما زمانی که ولتاژ معکوس اعمال شده به دو سر دیود از ولتاژ دیود که سطح ولتاژ شکست دیود است بیشتر شود، پدیده شکست بهمنی رخ می دهد و جریان از دیود عبور کرده و سطح ولتاژ ثابت و محدود می شود.در این حالت جریان عبوری از دیود به طور قابل توجه ای افزایش یافته و به ماکسیمم مقدار خود می رسد (که معمولا توسط یک مقاومت سری با آن کنترل می شود).سطح ولتاژی که در آن ولتاژ دو سر دیود ثابت و پایدار می شود ولتاژ زنر می گویند. برای دیود های زنر این ولتاژ می تواند کمتر از یک ولت تا چند صد ولت متغیر باشد.
نحوه تست دیود زِنر Zenner با مولتی متر
دیود در حالی که دیود زِنر Zenner روی بورد است از آن تست بوق( تست اتصال کوتاه) بگیرید اگر صدای بوق(بازر) شنیده شد دیود خراب می باشد. در نحوه دیگر تست با مولتی متر پایه های دیود زِنر Zenner از یک طرف عدد نمایش میدهد . و از طرف دیگر عدد 1 را نمایش میدهد. در این صورت یکسو کنندگی دیود به درستی در حال عملکرد مناسب و در سلامت میباشد و در صورتی که از هر دو پایه نمایش عدد داشتیم یا بر روی هر دو پایه هیچ نمایش عددی در صفحه مولتی متر نداشتیم دیود زِنر Zenner معیوب میباشد.
نویسنده: دکتر (افشین رشید )