شکست ولتاژ و جریان در مدار الکترونیکی به وسیله (دیود زِنر Zenner) برق _ الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : جنس نیمه هادی های دیود زِنرZenner از سیلیسیم بوده و در بایاس موافق مانند یک دیود معمولی سیلیسیمی عمل می کند . بر خلاف دیود های معمولی که در بایاس مخالف ، در منطقه شکست آسیب می بینند ، دیودهای زنر به گونه ای ساخته می شوند تا بتوانند در منطقه شکست کار کنند .
وقتی ولتاژ بایاس مخالف دیود زنر را به تدریج افزایش دهیم ، در یک ولتاژ خاص دیود شروع به هدایت می کند. ولتاژی که دیود زنر در مقابل آن در بایاس معکوس هادی می شود به ولتاژ شکست زنر معروف است . در کارخانه های سازنده دیود زنر ، با تنظیم میزان ناخالصی در این دیودها ، دیود هایی با ولتاژ های شکست مختلف ساخته می شوند . با هادی شدن دیود در ولتاژ شکست دیود ، ولتاژ دو سر دیود تقریباً ثابت می ماند و جریان عبوری از دیود افزایش می یابد . از این خاصیت دیود زنر برای تثبیت ولتاژ استفاده می 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.
نویسنده: دکتر (افشین رشید )