Een ultieme gids voor zenerdiodes in 2021

Een zenerdiode is zeer nuttig als het gaat om het reguleren en stabiliseren van variaties in belasting of voeding tegen een spanningsbron en andere toepassingen. Wat weet je over de zenerdiode? 

Deze gids introduceert de definitie van een zenerdiode, de kenmerken, specificaties, toepassingen, hoe het werkt en het symbool in het schakelschema. Als u een elektronicaliefhebber bent of in contact komt met Zener Diode op het werk, kunt u via dit aandeel een beter begrip krijgen van de Zener Diode. Laten we blijven lezen!

Delen is zorgzaam!

Content

● Wat is een zenerdiode?

● 3 belangrijkste kenmerken van een zenerdiode

● Specificaties van een Zener Diode

● Wat zijn de toepassingen van een zenerdiode?

● Hoe werkt een Zner-diode?

● Wat is het zenerdiodesymbool?

● FAQ

● Conclusie

Wat is een zenerdiode? 

Zenerdiodes zijn op siliconen gebaseerde discrete halfgeleiderapparaten die ervoor zorgen dat de stroom bidirectioneel kan stromen - hetzij achteruit of vooruit. Diodes bestaan ​​uit een zwaar gedoteerde PN-siliconenovergang, die bedoeld is om in de omgekeerde richting te geleiden zodra een bepaalde spanningsdrempel is bereikt.

Zenerdiodes hebben een ingestelde doorslagspanning. Wanneer dit is bereikt, beginnen ze stroom te geleiden en blijven ze onophoudelijk in de omgekeerde voorspanningsrichting werken zonder schade op te lopen. Een van de belangrijkste voordelen van zenerdiodes is dat een variërend spanningsbereik nog steeds een constante spanningsval over de diode zal handhaven. Als gevolg hiervan kunnen zenerdiodes worden gebruikt voor toepassingen met spanningsregeling.

De inleiding tot zenerdiodes die uitleggen hoe ze werken

3 belangrijkste kenmerken van een zenerdiode

Zenerdiodes werken op dezelfde manier als conventionele diodes in de forward-bias-modus. 

● Ze hebben een bias-inschakelspanning tussen 0.3 en 0.7V. Bij aansluiting in de omgekeerde modus is er bij de meeste toepassingen een kleine lekstroom. 

● Naarmate de sperspanning toeneemt tot de ingestelde doorslagspanning, zal er stroom door de diode vloeien. Wanneer de stroom toeneemt tot een maximum (bepaald door de weerstanden in serie), zal deze stabiliseren en constant blijven over een breed bereik van aangelegde spanning.

● Ongeacht de stroomwaarde die door de diode vloeit, blijft de spanning vrijwel constant. Dit is ook het geval bij grote stroomveranderingen, mits de diodestroom tussen de maximale stroom en de doorslagstroom blijft.

De sterke zelfbeheersing van een zenerdiode is zeer nuttig als het gaat om het reguleren en stabiliseren van variaties in belasting of voeding tegen een spanningsbron. Dit maakt het een belangrijk kenmerk omdat het de diode in staat stelt te worden gebruikt in een verscheidenheid aan spanningsregelaartoepassingen.

Specificaties van een Zener Diode

Sommige specificaties variëren tussen individuele Zener-diodes. Deze omvatten vermogensdissipatie, nominale werkspanning en maximale sperstroom. Aanvullende alledaagse specificaties zijn onder meer:

● Zenerspanning - dit heeft betrekking op de omgekeerde doorslagspanning. Dit varieert van 2.4 V tot 200 V, afhankelijk van de specifieke diode

● Stroom (maximum) - de maximale stroom bij de nominale Zener-spanning. Dit kan variëren van 200uA tot 200A

● Stroom (minimum) - de minimale stroom die bij de Zener-spanning nodig is om de diode te laten uitvallen. Dit is typisch tussen 5mA en 10mA

● Vermogensclassificatie - de maximale vermogensdissipatie van de diode, inclusief zowel de stroom die door de diode vloeit als de spanning erover. Standaardwaarden zijn onder meer 400mW, 500mW, 1W en 5W. Bij opbouwdiodes zijn typische waarden 200mW, 350mW, 500mW en 1W

● Spanningstolerantie - typisch ±5%

● Temperatuurstabiliteit - de meest stabiele diodes zijn meestal ongeveer 5V

● Zenerweerstand - de weerstand die wordt vertoond door de diode

Wat zijn de toepassingen van een zenerdiode? 

Zenerdiodes worden gebruikt voor een reeks toepassingen, waaronder:

● Spanningsregeling

● Spanningsreferentie

● Overspanningsonderdrukking

● Van applicatie wisselen

● Clipper-circuits

Het is mogelijk om een ​​zenerdiode te gebruiken om een ​​gestabiliseerde uitgangsspanning met lage rimpel te creëren onder variabele belastingstroomomstandigheden. Wanneer een geschikte stroombegrenzende weerstand: wordt gebruikt om een ​​kleine stroom van een spanningsbron door de diode te leiden, zal er voldoende stroom worden geleid om de vereiste spanningsval te behouden. Naarmate de belastingswaarde wordt gewijzigd, verandert ook de gemiddelde uitgangsspanning. De toevoeging van een zenerdiode kan echter een gelijkmatige uitgangsspanning produceren.

Dat gezegd hebbende, moet ook worden opgemerkt dat zenerdiodes af en toe elektrische ruis kunnen produceren op de gelijkstroomvoeding terwijl ze werken om de spanning te stabiliseren. Dit is prima in de meeste toepassingen, maar voegt een hoge waarde toe ontkoppelcondensator naar de uitgang van de diode kan het probleem verhelpen door extra afvlakking te bieden.

Omdat zenerdiodes in de omgekeerde voorspanningstoestand kunnen werken, kunnen ze worden gebruikt in spanningsregelaarcircuits om een ​​constante gelijkspanningsuitgang te behouden. Deze constante spanning kan worden gehandhaafd ondanks eventuele variaties in de ingangsspanning of veranderingen in de belastingsstroom.

Deze spanningsregelaarschakeling omvat een stroombegrenzende weerstand die in serie is geschakeld met de ingangsspanning. De diode en de belasting moeten dan parallel worden geschakeld. De gestabiliseerde uitgangsspanning en de doorslagspanning van de diode zijn altijd hetzelfde.

Hoe werkt een zenerdiode?

Het principe achter de werking van een Zenerdiode wordt bepaald door de oorzaak van de uitsplitsing van de diode in de omgekeerde voorspanningsconditie. Er zijn meestal twee soorten: Zener-analyse en lawine-analyse.

Zener-uitsplitsing

Een Zener-doorslag vindt plaats met een sperspanning tussen 2V en 8V. De intensiteit van het elektrische veld is voldoende om kracht uit te oefenen op de valentie-elektronen en ze te scheiden van de kernen - zelfs bij deze lage spanning. Dit proces vormt mobiele elektron-gatparen, waardoor de stroomsterkte toeneemt.

Zenerdoorslagen treden meestal op voor hooggedoteerde diodes met een groot elektrisch veld en een lage doorslagspanning. Meer energie wordt gewonnen door de valentie-elektronen naarmate de temperatuur stijgt, waardoor er minder uitgaande spanning nodig is. Dit betekent ook dat de Zener-doorslagspanning samen met de temperatuur afneemt.

Lawine-uitval

Spanningsdoorslag vindt ook plaats in de omgekeerde voorspanningstoestand, met een minimum van 8V, voor lichtgedoteerde diodes met een grote doorslagspanning. Elektronen die door de diode stromen, botsen met elektronen in de covalente binding, waardoor deze wordt verstoord. 

De snelheid van de elektronen neemt toe naarmate de spanning ook toeneemt, waardoor de covalente bindingen gemakkelijker kunnen worden verbroken. Er moet ook worden opgemerkt dat de lawinedoorslagspanning samen met de temperatuur stijgt.

Wat is het zenerdiodesymbool? 

De onderstaande afbeeldingen geven het standaard zenerdiode-symbool weer dat wordt gebruikt in een schakelschema. Dit symbool laat zien hoe de aanwezigheid van een zenerdiode in een schakelschema zou worden vermeld. Evenzo, als u dit symbool in een schakelschema ziet, betekent dit dat er op dat punt in het circuit een zenerdiode aanwezig is.

Dit diagram bouwt voort op het bovenstaande en toont meer informatie over de Zener-diode. De bovenste regel van het diagram toont het diodesymbool plus het positieve en negatieve met betrekking tot de anode en kathode. De onderste regel van het diagram toont hetzelfde, behalve met een vereenvoudigde versie van een realistische diode in tegenstelling tot het Zenerdiode-symbool.

Veelgestelde vragen

1. V: Kunnen meerdere zenerdiodes in serie worden aangesloten?

A: Meerdere zenerdiodes kunnen in serie worden aangesloten, meestal om een ​​specifieke zenerspanning te bereiken. Als u echter meerdere diodes gebruikt, moet u ook de Zenerstroom bewaken en ervoor zorgen dat de maximale waarde niet wordt overschreden. 

Dit komt omdat de maximaal toegestane zenerstroom gelijk is aan de laagste in serie geschakelde diode. Dit betekent ook dat wanneer twee zenerdiodes in serie zijn geschakeld en de diodes niet dezelfde zenerstroomspecificatie hebben, ze niet de gespecificeerde zenerstroom of spanning zullen weergeven.

2. Vraag: Wat is het verschil tussen zenerdiode en diode?

A: Diode is een unidirectioneel (unidirectioneel) geleidend halfgeleiderapparaat. Zenerdiodes zijn ook halfgeleiderapparaten, maar het belangrijkste verschil is dat ze elektriciteit kunnen geleiden onder voorwaartse en achterwaartse voorspanning. 

Een ander belangrijk verschil tussen de twee typen is de dopingintensiteit. Traditionele diodes zijn meestal matig gedoteerd, terwijl zenerdiodes meer gedoteerd zijn om een ​​hogere doorslagspanning te bereiken.

3. V: Waar worden zenerdiodes gebruikt?

Zenerdiode wordt veel gebruikt in verschillende elektronische apparaten en is een van de basiscomponenten van elektronische schakelingen. Ze worden gebruikt om een ​​stabiele stroomrail met laag vermogen te genereren uit een hogere spanning en een referentiespanning voor het circuit te leveren, met name een stabiele stroomvoorziening zoals het inbouwen van een DC / DC-regelaar voor overspanningsbeveiliging.

4. V: Wat zijn de voordelen van zenerdiodes?

Zenerdiode is goedkoper dan een andere diode. De diode kan worden gebruikt om de spanning in het circuit aan te passen en te stabiliseren. Deze diodes hebben hoge prestatienormen. Regel de stroom die vloeit.

Conclusie

Daarover gesproken, we leren de basisinformatie over zenerdiode, inclusief de definitie, kenmerken, specificaties, toepassingen, hoe het werkt en hoe het wordt vermeld in een schakelschema. Als u de zenerdiode beter begrijpt, kunt u ze beter gebruiken in het regelspanningscircuit. Wat vind jij van de Zener Diode? Laat hieronder uw opmerkingen achter en we zullen u zo snel mogelijk antwoorden. Als je denkt dat dit aandeel nuttig voor je is, vergeet het dan niet te delen!

Lees ook

● Dingen die je niet mag missen over Facebook Meta en Metaverse

● Wat is het verschil tussen AM en FM?

● Hoe LTM8022 μModule Regulator een beter ontwerp voor voeding biedt?

● Hoe op zenerdiode gebaseerde spanningsregelaars te detecteren?

Laat een bericht achter 

Message List