_ بخش دیود زِنِر (zener diode) _ امنیت در مدار الکترونیکی
در حالت افزایش جریان (دیود های زِنِر) چگونه ولتاژ را تنظیم می کنند؟؟
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : ولتاژ شکست معمولاً بسیار بسیار بیشتر از ولتاژ پیشروی است.اگر قطبیت دیود را در مدار رگولاتور تک دیودی خود معکوس کنیم و ولتاژ منبع تغذیه را تا حدی افزایش دهیم که دیود خراب شود (یعنی دیگر نمی تواند ولتاژ بایاس معکوس تحت تأثیر آن را تحمل کند) دیود به طور مشابه ولتاژ را در آن نقطه شکست تنظیم می کند و اجازه نمی دهد که بیشتر شود.
وقتی دیود های زنر بایاس رو به جلو هستند، تقریباً مانند دیودهای یکسو کننده استاندارد عمل می کنند: آنها یک افت ولتاژ رو به جلو دارند که از «معادله دیود» پیروی می کند و حدود 0.7 ولت است. در حالت بایاس معکوس، آنها تا زمانی که ولتاژ اعمال شده به ولتاژ زِنِر برسد یا از آن فراتر نرود، هدایت نمی‌شوند ، در این مرحله دیود قادر به انجام جریان قابل توجهی است و در انجام این کار سعی می‌کند ولتاژ افت شده در آن را محدود کند. (آن نقطه ولتاژ زنر) تا زمانی که توان تلف شده توسط این جریان معکوس از حد حرارتی دیود تجاوز نکند، دیود آسیبی نخواهد دید. به همین دلیل، گاهی اوقات از دیودهای زنر به عنوان "دیودهای شکست" یاد می شود.
دیودهای زنر با ولتاژهای زنر از چند ولت تا صدها ولت تولید می شوند. این ولتاژ زنر با دما کمی تغییر می‌کند و مانند مقادیر رایج مقاومت ترکیب کربن، ممکن است بین 5 تا 10 درصد مغایر با مشخصات سازنده باشد. با این حال، این ثبات و دقت به طور کلی به اندازه کافی خوب است که دیود زنر به عنوان یک دستگاه تنظیم کننده ولتاژ در مدار منبع تغذیه مشترک استفاده شود.
اگر می خواهیم از ویژگی های شکست معکوس دیود زِنِر استفاده کنیم، باید آن را در حالت بایاس معکوس آن کار کنیم. تا زمانی که ولتاژ منبع تغذیه بالاتر از ولتاژ زنر باقی بماند، ولتاژ کاهش یافته در دیود زنر تقریباً در زیر ولتاژ معمول و عادی باقی خواهد ماند.مانند هر دستگاه نیمه هادی، دیود زنر به دما حساس است. دمای بیش از حد یک دیود زنر را از بین می برد و چون هم ولتاژ را کاهش می دهد و هم جریان را هدایت می کند، گرمای خود را مطابق با قانون ژول (P=IE) تولید می کند. بنابراین، باید مراقب بود که مدار تنظیم کننده به گونه ای طراحی شود که از توان اتلاف دیود تجاوز نکند. به اندازه کافی جالب توجه است، زمانی که دیود های زنر به دلیل اتلاف بیش از حد توان از کار می افتند، معمولاً به جای باز شدن، کوتاه می شوند. یک دیود به این روش به راحتی تشخیص داده می شود: وقتی بایاس شود، مانند یک تکه سیم، ولتاژ تقریباً صفر را کاهش می دهد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک