مشخصه ولتاژ شکست دیود زنر و کدهای آنها

دیود زنر (Zener)، دیود نیمه هادی با پیوند p-n است که در ناحیه بایاس معکوس کار کرده و دارای کاربردهای زیادی در الکترونیک، مخصوصاً به عنوان ولتاژ مرجع و یا تثبیت کننده ی ولتاژ، هستند. جنس نیمه هادیهای این دیود از سیلیسیم (Si) بوده و در بایاس مستقیم مانند یک دیود معمولی سیلیسیمی عمل می کند.

بر خلاف دیود های معمولی که در بایاس معکوس، در منطقه شکست (شکست بهمنی) آسیب می بینند، دیودهای زنر به گونه ای ساخته می شوند تا بتوانند در منطقه شکست (با عنوان شکست زنری شناخته میشود که متفاوت از شسکت بهمنی در دیود معمولی است) کار کنند. هنگامیکه پتانسیل الکتریکی دو سر دیود را در جهت معکوس افزایش دهیم در ولتاژ خاصی پدیده شکست اتفاق می افتد، بدین معنی که با افزایش بیشتر ولتاژ، جریان بطور سریع و ناگهانی افزایش خواهد داشت. در این حالت دیود Zener به مانند یک منبع ولتاژ عمل میکند. ولتاژی که دیود زنر به ازای آن در بایاس معکوس هدایت میکند به ولتاژ شکست زنر معروف است.

کارخانه های سازنده دیود Zener، با تنظیم میزان ناخالصی در این دیودها، دیودهایی با ولتاژهای شکست مختلف می سازند. از این خاصیت دیود زنر برای تثبیت ولتاژ در مدارات رگولاتور ولتاژ استفاده می شود. منحنی مشخصه ولت – آمپر (V-I) دیود Zener شبیه به منحنی مشخصه ولت – آمپر دیود معمولی است. این منحنی مشخصه در شکل زیر نشان داده شده است.

جریانی که در بایاس معکوس، از دیود Zener عبور می کند اگر زیاد شود باعث به وجود آمدن حرارت در محل پیوند P–N شده و دیود می سوزد. حداکثر جریانی که به ازای آن، دیود معیوب نمی شود بستگی به توان زنر و ولتاژ شکست زنر دارد . توان دیود Zener از رابطه P_z=V_z*I_z به دست می آید که در این رابطه P_Z توان دیود زنر، V_Z ولتاژ شکست زنر و I_Z حداکثر جریانی است که می تواند در بایاس معکوس از دیود Zener عبور کند. بنابراین در صورت داشتن توان زنر و ولتاژ شکست آن، می توان با استفاده از رابطه بالا حداکثر جریانی که می تواند بدون آسیب زدن به دیود Zener در بایاس معکوس از آن عبور کند را به دست آورد. دیودهای زنر معمولاً برای توان های ۰.۱۵ وات تا ۵۰ وات ساخته می شوند .

دیودهای زنر در ولتاژهای شکست مختلف مطابق استاندارد سری E ساخته می شوند. دو سری استاندارد E_۱۲ و E_۲۴ متداول تر است. ولتاژ زنر معمولاً از ۲.۴ ولت تا ۲۰۰ ولت ساخته می شود. سری E_۱۲ دارای تلرانس ۱۰ درصد و سری E_۲۴ دارای تلرانس ۵ درصد است. معمولاً تلرانس همراه با ولتاژ شکست بر روی دیود نوشته می شود. حرف C برای تلرانس ۵ درصد و حرف D برای تلرانس ۱۰ درصد به کار می رود. تنها راه پیدا کردن مشخصات دیود کد چاپ شده روی بدنه ی آن است که با مراجعه به کتاب های نیمه هادی یا جستجو عبارت خوانده شده در موتورهای جستجو مانند گوگل می توان به مشخصات دیود مورد نظر دست یافت.

ما در ادامه تعدادی از دیودهای زنر مرسوم را با نام قطعه و مقدار ولتاژ شکست آنها نشان داده ایم که میتواند در خیلی از موارد کار شما را آسان کند. برای مشاهده عکس بصورت واضح و بزرگ، بر روی عکس کلیک کنید.