(بخش دیود شناسی diode)

دیود زِنر (zener diode) پُر کاربردترین اِلمان  حفاظتی (ولتاژ) از مدارات اِلکترونیکی 

‌پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)




نکته : دیود زنر (zener diode) ها اساساً همان دیود اتصالی PN استاندارد هستند اما به طور خاص برای داشتن یک ولتاژ خرابی معکوس پایین و مشخص طراحی شده اند که از هرگونه ولتاژ معکوس استفاده می شود.

دیود یک قطعه الکتریکی می باشد که جریان الکتریکی را از یک طرف عبور می دهد ولی از طرف دیگر اجازه عبور هیچ جریانی را نمی دهد. از دیود برای یکسو کردن استفاده می شود. ساختمان دیود دارای دو بخش آند و کاتد می باشد؛ آند مثبت یا Positive می باشد و کاتد منفی یا Negative می باشد. دیود را با علامت D که حرف اول کلمه  Diode می باشد نشان می دهند.مقدار ولتاژی که باعث می شود دیود شروع به عبور جریان الکتریکی کند ولتاژ آستانه گفته می شود که حدود 0.6 تا 0.7 ولت می باشد اما هنگامی که به دیود ولتاژ معکوس (مثبت به کاتد و منفی به آند) اعمال شود جریانی از دیود عبور نخواهد کرد به غیر از جریان نشتی که مقدار آن بسیار کم است و معمولا از آن صرف نظر می کنند. لازم بذکر است که هر دیود یک مقدار آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارد که اگر ولتاژ بیشتر از آن شد دیود می سوزد که ولتاژ آستانه شکست دیود نامیده میشود.مهم‌ ترین کاربرد عملی دیود یکسو سازی جریان متناوب است.در بسیاری از آداپتور ها (AC to DC) جریان برقی که بوسیله ترانس کاهش پیدا کرده ‌است به کمک دیود یکسو میگردد.

دیود زنر در رفتار درست مانند یک دیود منظوره طبیعی متشکل از یک اتصال PN سیلیکون و زمانی که در جهت رو به جلو، این است که مثبت آند با توجه به کاتد آن مغرضانه، آن رفتار درست مانند یک دیود سیگنال عادی عبور از جریان نامی است.اما برخلاف یک دیود معمولی که باعث می شود هر جریان از طریق خود در هنگام مغرض کردن برعکس مسدود شود ، یعنی کاتود از آنود مثبت تر می شود ، به محض رسیدن ولتاژ معکوس به یک مقدار از پیش تعیین شده ، دیود زنر شروع به انجام در می کند. جهت عکس این امر به این دلیل است که وقتی ولتاژ معکوس اعمال شده در دیود زنر از ولتاژ نامی دستگاه بیشتر شود ، فرایندی به نام Avalanche Breakdown در لایه کاهش نیمه هادی رخ می دهد و یک جریان شروع به عبور از دیود می کند تا این افزایش ولتاژ را محدود کند.


جنس نیمه هادی های این دیود 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 به ازای آن در بایاس معکوس هادی می شود به ولتاژ شکست زنر معروف است.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک