דיודת זנר: מכשיר, עקרון הפעולה, מאפיינים

מה זה

הספרות מספקת את ההגדרה הבאה:

דיודת זנר או דיודת זנר היא מכשיר שנועד לייצב מתח במעגלים חשמליים. עובד עם הטיה הפוכה במצב התמוטטות. לפני תחילת ההתמוטטות, יש לו עמידות במעבר גבוהה. הזרמים הזורמים במקרה זה אינם משמעותיים. הם נמצאים בשימוש נרחב בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל.

במילים פשוטות, דיודת זנר נועדה לייצב את המתח במעגלים אלקטרוניים. הוא נכלל במעגל בכיוון ההפוך. כאשר המתח עולה על מתח הייצוב, מתרחשת התמוטטות חשמלית הפיכה של צומת ה- pn. ברגע שהוא יורד לנומינלי, ההתמוטטות נעצרת ודיודת הזנר נסגרת.

האיור שלהלן הוא תרשים גרפי עבור בובות כדי להבין כיצד פועלת דיודת זנר.

היתרונות העיקריים הם עלות נמוכה ומידות קטנות. התעשייה מייצרת מכשירים עם מתח ייצוב של 1.8 - 400 וולט במארזי מתכת, קרמיקה או זכוכית. זה תלוי בעוצמה שלשמה מיועדת דיודת הזנר ובמאפיינים אחרים.

כדי לייצב מתח במתח גבוה מ -0.4 למספר עשרות קילו-וולט, נעשה שימוש בדיודות זנר זוהר-פריקה. יש להם גוף זכוכית והיו בשימוש במייצבים פרמטריים לפני הופעת התקני מוליכים למחצה.

למכשירים שמשנים את ההתנגדות שלהם בהתאם למתח המופעל יש תכונות דומות - אלו הן וריסטורים. ההבדל בין דיודת זנר לווריסטור הוא שלאחרונים יש מאפיינים סימטריים דו כיווניים. המשמעות היא שבניגוד לדיודות, אין לה קוטביות. בקצרה הווריסטור נועד לספק הגנת מתח יתר מעגלים אלקטרונים.

מדכאים משמשים להגנה על הציוד מפני עליות מתח. ההבדל בין דיודת זנר למדכא הוא שהראשון משנה בהדרגה את ההתנגדות הפנימית שלו בהתאם למתח המופעל. השני, כאשר מגיעים לסף מתח מסוים, נפתח מיד. הָהֵן. ההתנגדות הפנימית שלו נוטה לאפס. המטרה העיקרית של המדכאים היא להגן על הציוד מפני נחשולי מתח.

האיור שלהלן מציג יישום גרפי מקובל (UGO על פי GOST) של מוליך למחצה ומאפיין המתח הנוכחי שלו.

באיור המספרים מציינים את סעיף 1-2. הוא פועל ומיועד לייצב את המתח במעגלים. אם המכשיר מופעל בכיוון קדימה, הוא יפעל כמו דיודה רגילה.

אנו ממליצים לצפות בסרטון הבא כדי ללמוד בפירוט רב יותר את עקרון הפעולה של דיודת הזנר, ייעוד האלמנטים ותחום יישומם.

תכונות עיקריות

בעת תכנון ספקי כוח, אתה אמור להיות מסוגל לחשב ולבחור נכון את האלמנט הדרוש בהתאם לערכים. דיודת זנר שנבחרה בצורה לא נכונה תיכשל מיד או לא תשמור על המתח ברמה הנדרשת.

המאפיינים העיקריים הם:

• מתח U_גט. ייצוב;
• זרם ייצוב מדורג I_{אומנות.}זורם דרך דיודת זנר;
• פיזור כוח מותר;
• מקדם ייצוב הטמפרטורה;
• התנגדות דינאמית.

מאפיינים אלה נקבעים על ידי היצרן ומצוינים בספרות העזר.

ייעוד גרפי קונבנציונאלי בתרשימים

לכל המכשירים יש ייעוד גרפי. זה הכרחי כדי לא להעמיס את המעגל החשמלי. לדוד הזנר יש ייעוד גרפי משלו, שאושר על ידי התקן הבין -מדיני לתקן אחד לתיעוד עיצוב (ESKD).

האיור להלן מראה כיצד הוא מצוין בתרשים על פי GOST 2.730-73, דיודת הזנר מיועדת למעשה כדיודה, מכיוון שלמעשה היא אחת הזנים שלה.

לצורך הכללה נכונה, עליך להבחין היכן הפלוס, היכן המינוס. בהסתכלות על הדמות למעלה, הפלוס (האנודה) משמאל והמינוס (הקתודה) מימין. על פי ESKD, מידות דיודות ה- UGO צריכות להיות 5/5 מ"מ. זה מתואר באיור שלהלן.

תרשים חיבור

שקול את הפעולה של דיודת זנר באמצעות הדוגמה של מעגל מייצב פרמטרי. זהו פריסה אופיינית. להלן הנוסחאות לחישוב המייצב.

נניח שיש 15 וולט, והפלט צריך להיות 9 וולט. על פי טבלת המתחים בספר העיון, אנו בוחרים את דיודת זנר D810. בואו לחשב את הנגד המגביל את הזרם R1, לפי האיור שלהלן. הוא מציג את הנגד המגביל את הזרם ואת תרשים החיבור. מצב ויסות המתח מסומן במאפיין המתח הנוכחי 1.2.

על מנת שהמוליך למחצה לא ייכשל, יש לקחת בחשבון את זרם הייצוב ואת זרם העומס. קבע את זרם הייצוב מתוך ספר העיון.

זה שווה ל 5 mA. האיור שלהלן מציג חלק מספר העיון.

אנו מניחים שזרם העומס הוא 100 mA:

R1 = (U_ב-א_רחוב) / (אני_נ+ אני_גט) = (15-9) / (0.1 + 0.005) = 57.14 אוהם.

אם אתה צריך מייצב חזק, אז כדאי להרכיב מעגל מדיודה זנר וטרנזיסטור.

אם יש צורך לייצר מייצב למתח קטן של 0.2-1 וולט, מייצב משמש לשם כך. זוהי סוג של דיודת זנר, אך היא פועלת בענף הקדמי של המאפיין I - V ונדלק בכיוון קדימה, שהוא המאפיין הייחודי שלה.

באופן דומה, אתה יכול ליצור ספק כוח, שבו המייצב עשוי דיודות. בדומה למייצב, הם מופעלים בכיוון קדימה. המתח הנדרש מתקבל על ידי ירידות מתח ישירות על פני הדיודה, עבור דיודות סיליקון הוא בטווח של 0.5-0.7V. בהיעדר דיודות, ניתן להרכיב דיודת זנר מטרנזיסטור.

האיור שלהלן מציג מעגל טרנזיסטור.

התעשייה מייצרת גם דיודות זנר מבוקרות. או ליתר דיוק, זהו מעגל מיקרו - TL431. זהו מעגל אוניברסלי המאפשר לך לווסת את המתח בטווח שבין 2.5 ל -36 וולט.

ההתאמה מתבצעת על ידי בחירת מחלק התנגדות. התרשים שלהלן מציג וסת 5 וולט. המחיצה מורכבת על נגדים עם ערך נקוב של 2.2 K.

המומחה צריך לדעת כיצד לבדוק את פעולת דיודת הזנר באמצעות מולטימטר. מיד נציין כי ניתן לבדוק רק אלמנט חד -כיווני; אלמנטים כפולים (דו -כיווניים) אינם כפופים לבדיקה כזו. אם דיודת הזנר פועלת כראוי, כאשר הבוחן "מחייג" לכיוון אחד, הוא יראה מעגל פתוח, ובשני - ההתנגדות המינימלית. הפגום מצלצל לשני הכיוונים.

צִיוּן

בהתאם לעוצמת הדיודה, הם זמינים באריזות שונות. על מארזי מתכת בעלי הספק גבוה מצוין כיתוב האות של סוג המכשיר.

התמונות למטה מציגות מכשירים מתוצרת סובייטית וכיצד הם נראו.

כיום מיוצרות דיודות בעלות הספק נמוך במארזי זכוכית. הסימון של מכשירים מיובאים הוא מקודד בצבע. הגוף מסומן בפסים או בטבעות צבעוניות.

האיור שלהלן מציג את סימון דיודות ה- SMD.

דיודות ביתיות בקופסאות זכוכית מסומנות בפסים או בטבעות. אתה יכול לקבוע את הסוג והפרמטרים באמצעות כל ספר עיון של רכיבים אלקטרוניים. לדוגמה, הפס הירוק מציין את דיודת הזנר KS139A, והפס (או הטבעת) הכחול מציין את KS133A.

במכשירים רבי עוצמה במארזי מתכת, מצוין כיתוב אותיות, לדוגמה, D816, כפי שמוצג בתמונה למעלה. זה הכרחי על מנת לדעת כיצד לבחור אנלוגי.

אז בדקנו מהן דיודות זנר, כיצד הן פועלות ולמה הן מיועדות. אם יש לך שאלות, שאל אותן בתגובות מתחת למאמר!

חומרים קשורים:

• מהו בודק טרנזיסטור
• איך עובד הנגד
• כיצד להלחם רכיבי רדיו מלוחות