(طراحی مدار الکترونیکی) عملکرد دیود زِنر Zenner به عنوان مَبنای ولتاژ ثابت در مدار الکترونیکی (برق _ الکترونیک )

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

نکته : دیود های زنر Zenner 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 در مدار الکترونیکی کاربرد دارند.

هنگامیکه پتانسیلالکتریکی دو سر دیود را در جهت معکوس افزایش دهیم در ولتاژ خاصی پدیده شکست اتفاق می افتد، بد ین معنی که با افزایش بیشتر ولتاژ ، جریان بطور سریع و ناگهانی افزایش خواهد داشت. دیود های زنر یا شکست دیود هایی هستند که در این ناحیه یعنی ناحیه شکست کار میکنند و ظرفیت حرارتی آنها طوری است که قادر به تحمل محدود جریان معینی در حالت شکست می باشند، برای توجیه فیزیکی پدیده شکست دو نوع مکانیسم وجود دارد.مکانیسم اول در ولتاژ های کمتر از 6 ولت برای دیود هایی که غلظت حامل ها در آن زیاد است اتفاق می افتد و به پدیده شکست زنر مشهور است.


در مدار الکترونیکی جریان  که از طریق دیود زنر جریان می یابد به طور چشمگیری به حداکثر مقدار مدار (که معمولاً توسط یک مقاومت سری محدود می شود) افزایش می یابد و پس از دستیابی ، این جریان اشباع معکوس نسبت به طیف گسترده ای از ولتاژهای معکوس نسبتاً ثابت باقی می ماند. نکته ولتاژ که در آن ولتاژ در سراسر دیود زنر پایدار می شود که به نام "ولتاژ دیود زنر"، ( VZ ) و برای دیودهای زنر این ولتاژ می تواند کمتر از یک ولت به چند صد ولت متغیر است.دیودهای زنر می تواند برای تولید ولتاژ تثبیت شده با موج زیاد در شرایط مختلف بار فعلی استفاده شود. با عبور یک جریان کوچک از طریق دیود از یک منبع ولتاژ ، از طریق یک مقاومت محدود کننده جریان مناسب در مدار الکترونیکی ، دیود زنر جریان کافی را برای حفظ افت ولتاژ Vout انجام می دهد .



از این توانایی دیود زنر برای کنترل خود می توان برای تأثیرگذاری در تنظیم یا تثبیت منبع ولتاژ در برابر تأمین یا بار استفاده کرد. این واقعیت که ولتاژ در سراسر دیود در منطقه خرابی تقریباً ثابت است به نظر می رسد که یک ویژگی مهم دیود زنر باشد زیرا می تواند در ساده ترین نوع برنامه های تنظیم کننده ولتاژ مورد استفاده قرار گیرد.عملکرد رگولاتور ولتاژ تأمین ولتاژ خروجی ثابت به یک بار است که به موازات آن وصل می شود علیرغم موج دار شدن در ولتاژ منبع تغذیه یا تغییر در جریان بار. یک دیود زنر به تنظیم ولتاژ خود ادامه می دهد تا زمانی که دیود های نگهدارنده جریان را در زیر سطح شکست معکوس کمتر از حداقل مقدار قرار دهند.

نویسنده: دکتر (افشین رشید )