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

مشخصات ولتاژ - جریان و ضریب دما (دیود زِنِر) در مدار الکتریکی

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)


نکته : دیودهای زِنِر دارای چندین ویژگی کلیدی هستند که عملکرد و کاربرد آنها را مشخص می کند. یکی از مهمترین آنها ولتاژ زنر (Vz) است، ولتاژ معکوس که در آن شکست زنر رخ می دهد. این ولتاژ در هنگام ساخت با کنترل سطح دوپینگ تنظیم می شود. معمولاً برای دیودهای تجاری موجود بین 2.4 تا حدود 200 ولت متغیر است. ولتاژ زنر یک پارامتر حیاتی برای کاربرد دیود در تنظیم ولتاژ است.

یکی دیگر از مشخصه های ضروری جریان تست زنر (Iz) است که جریان عبوری از دیود زمانی است که ولتاژ معکوس اعمال شده با ولتاژ زنر برابر است. جریان تست ولتاژ زنر را در طول ساخت تایید می کند. بسته به درجه قدرت دیود و کاربرد مورد نظر، می تواند متفاوت باشد.دیودهای زنر همچنین دارای حداکثر امتیاز اتلاف توان هستند، حداکثر توانی که دیود می تواند بدون تجاوز از حداکثر دمای محل اتصال خود تلف کند. فراتر از این رتبه می تواند منجر به فرار حرارتی شود. در این شرایط دما و جریان دیود به صورت تصاعدی افزایش می یابد و دیود را از بین می برد.مقاومت زنر  یکی دیگر از ویژگی های مهم است. این مقاومت دینامیکی دیود در ناحیه شکست است. به صورت تغییر جزئی ولتاژ تقسیم بر تغییر کوچک مربوطه در جریان محاسبه می شود. مقاومت زنر معمولاً برای دیودهای زنر با ولتاژ شکست بالاتر پایین و برای آنهایی که ولتاژ شکست کمتری دارند بالاتر است.حداکثر جریان (معکوس) که یک دیود زنر می تواند اجازه دهد از آن عبور کند وقتی که بایاس معکوس باشد و در منطقه شکست زنر کار کند. توجه به آن ضروری است، به ویژه در کاربردهایی که دیود ممکن است در معرض شرایط اضافه ولتاژ گذرا قرار گیرد.

ضریب دمایی دیود زنر معیاری است که نشان می دهد چگونه ولتاژ زنر با دما تغییر می کند. معمولاً بر حسب میلی ولت بر درجه سانتیگراد (mV/°C) یا به صورت درصد تغییر در درجه سانتیگراد (%/°C) بیان می شود. ضریب دما پارامتر مهمی است که باید هنگام طراحی مدارهای الکترونیکی که شامل دیود های زنر هستند در نظر گرفت، زیرا می تواند بر پایداری تنظیم ولتاژ تأثیر بگذارد.



ضریب دما معمولاً برای دیودهای زنر با ولتاژ شکست زیر 5 ولت مضر است، به این معنی که با افزایش دما ولتاژ زنر کاهش می یابد. این به دلیل تسلط اثر زنر در این دیودها است، یک فرآیند مکانیکی کوانتومی که عمدتاً مستقل از دما است. با این حال، ضریب دمای کلی تحت تأثیر عوامل دیگری مانند غلظت دوپینگ دیود و وجود ناخالصی‌ها قرار می‌گیرد.در مقابل، دیودهای زنر با ولتاژ شکست بالای 5 ولت معمولاً دارای ضریب دمایی مثبت هستند، به این معنی که با افزایش دما، ولتاژ زنر افزایش می‌یابد. این به این دلیل است که اثر بهمن در ولتاژهای شکست بالاتر غالب می شود و این اثر از نظر حرارتی و وابسته به دما است.ضریب دما می تواند به طور قابل توجهی بین دیودهای زنر متفاوت باشد، حتی آنهایی که دارای ولتاژ شکست مشابه هستند. بنابراین، برای به دست آوردن مقادیر دقیق ضریب دمایی برای یک دیود خاص، ضروری است به برگه اطلاعات سازنده مراجعه کنید. در برخی از کاربردها، ممکن است استفاده از دیودهای زنر جبران‌شده با دما یا تکنیک‌های دیگر برای حفظ یک تنظیم ولتاژ پایدار در محدوده دمایی وسیع ضروری باشد.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک