آشنایی بیشتر با عملکرد و ساختار دیود زِنر (Zenner) در (برق _ الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : یک دیود زِنر Zenner نوع خاصی از دیود اصلاح کننده است که می تواند به دلیل ولتاژ خرابی معکوس بدون قطع شدن کامل مدار الکترونیکی را کنترل کند.
یک دیود زنر نوع خاصی از دیود اصلاح کننده است که می تواند به دلیل ولتاژ خرابی معکوس بدون خراب شدن کامل ، خراب را کنترل کند. zenner نوع خاصی از دیود است که بر خلاف دیود معمولی، نه تنها اجازۀ عبور جریان از آند به کاتد می دهد، بلکه در جهت معکوس، زمانی که ولتاژ از حد معینی موسوم به «ولتاژ زنر» فراتر رود، نیز جریان را عبور می دهد.ولتاژ زنر را به نام های دیگری از جمله ولتاژ شکست، ولتاژ زانو یا ولتاژ بهمنی نیز می شناسند.دیود زنر به طور گسترده ای به عنوان مرجع ولتاژ (voltage reference) در کاربرد های تثبیت و تنظیم ولتاژ استفاده می شود. به این منظور، دیود زنر همیشه در بایاس معکوس در مدار قرار داده می شود.از دیگر کاربرد های آن، شیفت دهندۀ سطح ولتاژ، یا بُرِش گر (clipper) ولتاژ است. دیود زنر به ندرت در بایاس مستقیم به کار می رود.
دیود زنر نیز مانند یک دیود معمولی از اتصال سیلیکون PN تشکیل شده است و زمانی که در جهت مستقیم بایاس شود رفتاری مانند دیود سیگنال معمولی دارد و جریان را از خود عبور می دهد اما زمانی که ولتاژ معکوس اعمال شده به دو سر دیود از ولتاژ دیود که سطح ولتاژ شکست دیود است بیشتر شود، پدیده شکست بهمنی رخ می دهد و جریان از دیود عبور کرده و سطح ولتاژ ثابت و محدود می شود.در این حالت جریان عبوری از دیود به طور قابل توجه ای افزایش یافته و به ماکسیمم مقدار خود می رسد (که معمولا توسط یک مقاومت سری با آن کنترل می شود).سطح ولتاژی که در آن ولتاژ دو سر دیود ثابت و پایدار می شود ولتاژ زنر می گویند. برای دیود های زنر این ولتاژ می تواند کمتر از یک ولت تا چند صد ولت متغیر باشد.
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 . 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.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )