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

مقاومت (دیود زِنِر) در ناحیه شکست معکوس درحالت (ولتاژ کاملاً ثابت)

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



نکته : مقاومت زنر عامل اساسی دیگری است که در مدل عملی باید در نظر گرفته شود. دیود در ناحیه شکست معکوس ولتاژ کاملاً ثابتی را که در مدل ایده آل فرض می شود حفظ نمی کند. در عوض، ولتاژ روی دیود کمی با تغییرات جریان به دلیل مقاومت زنر تغییر می کند.

مدل عملی از مقاومت زنر برای توصیف این تغییر استفاده می کند و نمایش دقیق تری از رفتار دیود در ناحیه شکست ارائه می دهد.اثرات دما نیز در مدل عملی دیود زنر در نظر گرفته شده است. ولتاژ زنر و سایر پارامترهای دیود می توانند با دما تغییر کنند و بر عملکرد دیود در مدار تأثیر بگذارند. مدل عملی ضریب دمای دیود را در نظر می‌ گیرد و امکان پیش‌ بینی دقیق‌ تر رفتار دیود را در محدوده‌ ای از دماها فراهم می‌ کند.


دیودهای زنر یک جزء اساسی در بسیاری از مدارهای الکترونیکی هستند که ویژگی‌ های منحصر به فردی مانند ولتاژ پایدار در ناحیه شکست معکوس را ارائه می‌ دهند. این ویژگی در کاربرد های مختلفی از جمله تنظیم ولتاژ و قطع شکل موج استفاده می شود.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 دیود های 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.با این حال، رفتار واقعی دیود زنر را به دقت نشان نمی دهد، زیرا چندین ویژگی مهم مانند افت ولتاژ رو به جلو، مقاومت زنر و اثرات دما را نادیده می گیرد. با وجود محدودیت‌ های آن، مدل دیود زنر ایده‌آل نقطه شروع ارزشمندی برای درک عملکرد دیود های زنر و کاربرد آنها در مدار های الکترونیکی است.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک