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

معادلات ضرب بهمن ، ضرب بهم زدن و تونل مکانیکی کوانتومی در ساختمان داخلی دیود های زنر (Zenner) 

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



دیود های زنر (Zenner) حداکثر ولتاژ تعصب معکوس که می توان در یک دیود pn اعمال شود با شکست محدود می شود. شکست با افزایش سریع جریان تحت تعصب معکوس مشخص می شود. ولتاژ کاربردی مربوطه به عنوان ولتاژ خرابی گفته می شود.دو مکانیسم می تواند باعث شکست شود ، یعنی ضرب بهمن ، ضرب بهم زدن و تونل مکانیکی کوانتومی حامل ها از طریق باند. هیچ یک از این دو مکانیسم خراب کننده مخرب نیستند. اما گرمای ناشی از جریان بزرگ خرابی و ولتاژ خرابی زیاد باعث از بین رفتن دیود زِنر Zenner می شود ، مگر اینکه در اثر حرارت کافی فراهم  شود.



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.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک