Un diodo Zener è molto utile quando si tratta di regolare e stabilizzare le variazioni di carico o di alimentazione rispetto a una sorgente di tensione e altre applicazioni. Cosa sai del diodo Zener?

Questa guida introdurrà la definizione di un diodo Zener, le sue caratteristiche, specifiche, applicazioni, come funziona e il suo simbolo nello schema elettrico. Se sei un appassionato di elettronica o entri in contatto con il diodo Zener al lavoro, puoi avere una migliore comprensione del diodo Zener attraverso questa condivisione. Continuiamo a leggere!

La condivisione è la cura!

Contenuti

● Cos'è un diodo Zener?

● 3 Caratteristiche principali di un diodo Zener

● Specifiche di un diodo Zener

● Quali sono le applicazioni di un diodo Zener?

● Come funziona un diodo Zner?

● Qual è il simbolo del diodo Zener?

● FAQ

● Conclusione

Cos'è un diodo Zener?

I diodi Zener sono dispositivi a semiconduttore discreti a base di silicone che consentono alla corrente di fluire in modo bidirezionale, inverso o in avanti. I diodi sono costituiti da una giunzione in silicone PN fortemente drogata, destinata a condurre nella direzione inversa una volta raggiunta una determinata soglia di tensione.

I diodi Zener hanno una tensione di rottura inversa impostata. Quando viene raggiunto, iniziano a condurre corrente e continuano a funzionare incessantemente nella direzione di polarizzazione inversa senza subire danni. Uno dei principali vantaggi dei diodi Zener è che una gamma variabile di tensioni manterrà comunque una caduta di tensione costante attraverso il diodo. Di conseguenza, i diodi Zener possono essere utilizzati per applicazioni di regolazione della tensione.

L'introduzione ai diodi Zener che spiega come funzionano

3 Caratteristiche principali di un diodo Zener

I diodi Zener funzionano in modo simile ai diodi convenzionali quando sono nel modalità di polarizzazione in avanti.

● Hanno una tensione di attivazione della polarizzazione compresa tra 0.3 e 0.7 V. Quando è collegato in modalità inversa, nella maggior parte delle applicazioni si verifica un piccolo flusso di corrente di dispersione.

● Quando la tensione inversa aumenta fino alla tensione di rottura impostata, ci sarà corrente che fluirà attraverso il diodo. Quando la corrente aumenta al massimo (determinato dai resistori in serie), si stabilizzerà e rimarrà costante su un ampio intervallo di tensione applicata.

● Indipendentemente dal valore di corrente che attraversa il diodo, la tensione rimane pressoché costante. Questo è anche il caso di grandi variazioni di corrente, a condizione che la corrente del diodo rimanga tra la corrente massima e la corrente di rottura.

Il forte autocontrollo di un diodo Zener è molto utile quando si tratta di regolare e stabilizzare le variazioni di carico o di alimentazione rispetto a una sorgente di tensione. Ciò lo rende una caratteristica chiave in quanto consente al diodo di essere utilizzato in una varietà di applicazioni di regolatori di tensione.

Specifiche di un diodo Zener

Alcune specifiche variano tra i singoli diodi Zener. Questi includono la dissipazione di potenza, la tensione di lavoro nominale e la corrente inversa massima. Ulteriori specifiche comuni includono:

● Tensione Zener: si riferisce alla tensione di rottura inversa. Questo varia da 2.4 V fino a 200 V, a seconda del diodo specifico

● Corrente (massima): la corrente massima alla tensione Zener nominale. Questo può variare da 200 uA a 200 A

● Corrente (minima): la corrente minima richiesta alla tensione Zener per la rottura del diodo. Questo è in genere tra 5 mA e 10 mA

● Potenza nominale: la massima potenza nominale di dissipazione del diodo, inclusa sia la corrente che scorre attraverso il diodo che la tensione ai suoi capi. I valori standard includono 400 mW, 500 mW, 1 W e 5 W. Con diodi a montaggio superficiale, i valori tipici sono 200 mW, 350 mW, 500 mW e 1 W

● Tolleranza di tensione - tipicamente ±5%

● Stabilità della temperatura: i diodi più stabili sono generalmente di circa 5 V

● Resistenza Zener: la resistenza esibita dal diodo

Quali sono le applicazioni di un diodo Zener?

I diodi Zener sono utilizzati per una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

● Regolazione della tensione

● Riferimento di tensione

● Soppressione delle sovratensioni

● Cambio di applicazioni

● Circuiti clipper

È possibile utilizzare un diodo Zener per creare una tensione di uscita stabilizzata a bassa ondulazione in condizioni di corrente di carico variabile. Quando un opportuna resistenza di limitazione della corrente viene utilizzato per far passare una corrente minore da una sorgente di tensione attraverso il diodo, verrà condotta una corrente sufficiente per mantenere la caduta di tensione richiesta. Quando il valore del carico viene modificato, cambia anche l'uscita di tensione media. Tuttavia, l'aggiunta di un diodo Zener può produrre un'uscita di tensione uniforme.

Detto questo, va anche notato che i diodi Zener possono occasionalmente produrre rumore elettrico sull'alimentazione CC mentre lavorano per stabilizzare la tensione. Questo va bene nella maggior parte delle applicazioni, ma aggiunge un valore elevato condensatore di disaccoppiamento all'uscita del diodo può correggere il problema fornendo un livellamento extra.

Poiché i diodi Zener possono funzionare in condizione di polarizzazione inversa, possono essere utilizzati nei circuiti del regolatore di tensione per sostenere un'uscita di tensione CC costante. Questa tensione costante può essere mantenuta nonostante eventuali variazioni della tensione in ingresso o variazioni della corrente di carico.

Questo circuito regolatore di tensione comprende un resistore limitatore di corrente che è collegato in serie con la tensione di ingresso. Il diodo e il carico devono quindi essere collegati in parallelo. L'uscita di tensione stabilizzata e la tensione di rottura del diodo saranno sempre le stesse.

Come funziona un diodo Zener?

Il principio alla base del funzionamento di un diodo Zener è determinato dalla causa del rottura del diodo nella condizione di polarizzazione inversa. Ci sono in genere due tipi: rottura Zener e rottura da valanga.

Ripartizione Zener

Un guasto Zener si verifica con una tensione di polarizzazione inversa tra 2 V e 8 V. L'intensità del campo elettrico è sufficiente per applicare forza agli elettroni di valenza, separandoli dai nuclei, anche a questa bassa tensione. Questo processo forma coppie elettrone-lacuna mobili, aumentando così il flusso di corrente.

I guasti Zener si verificano in genere per diodi altamente drogati con un ampio campo elettrico e una bassa tensione di rottura. Più energia viene guadagnata dagli elettroni di valenza all'aumentare della temperatura, richiedendo quindi meno tensione verso l'esterno. Ciò significa anche che la tensione di rottura dello Zener si riduce insieme alla temperatura.

Guasto da valanga

La rottura della tensione si verifica anche nella condizione di polarizzazione inversa, a un minimo di 8 V, per i diodi drogati con luce che hanno una grande tensione di rottura. Gli elettroni che fluiscono attraverso il diodo entrano in collisione con gli elettroni nel legame covalente, interrompendolo.

La velocità degli elettroni aumenta all'aumentare della tensione, il che significa che i legami covalenti possono essere interrotti più facilmente. Va anche notato che la tensione di rottura delle valanghe aumenta insieme alla temperatura.

Qual è il simbolo del diodo Zener?

Le immagini seguenti ritraggono il simbolo del diodo Zener standard utilizzato all'interno di uno schema elettrico. Questo simbolo mostra come verrebbe rilevata la presenza di un diodo Zener in uno schema elettrico. Allo stesso modo, se vedi questo simbolo in uno schema elettrico, significa che in quel punto del circuito è presente un diodo Zener.

Questo diagramma si basa quindi su quanto sopra, mostrando maggiori informazioni sul diodo Zener. La riga superiore del diagramma mostra il simbolo del diodo più il positivo e il negativo in relazione all'anodo e al catodo. La riga inferiore del diagramma mostra lo stesso, tranne che con una versione semplificata di un diodo realistico rispetto al simbolo del diodo Zener.

Domande frequenti

1. D: È possibile collegare più diodi Zener in serie?

R: È possibile collegare più diodi zener in serie, di solito per ottenere una tensione zener specifica. Tuttavia, se si utilizzano più diodi, è necessario monitorare anche la corrente Zener e assicurarsi che il valore massimo non venga superato.

Questo perché la corrente Zener massima consentita è uguale al diodo più basso collegato in serie. Ciò significa anche che quando due diodi zener sono collegati in serie, se i diodi non hanno la stessa specifica di corrente Zener, non mostreranno la corrente o la tensione Zener specificate.

2. D: Qual è la differenza tra diodo Zener e diodo?

A: Il diodo è un dispositivo semiconduttore unidirezionale (unidirezionale). I diodi Zener sono anche dispositivi a semiconduttore, ma la differenza fondamentale è che possono condurre elettricità in condizioni di polarizzazione diretta e inversa.

Un'altra importante differenza tra i due tipi è l'intensità del doping. I diodi tradizionali sono solitamente moderatamente drogati, mentre i diodi zener sono più drogati per ottenere una tensione di rottura più elevata.

3. D: Dove vengono utilizzati i diodi Zener?

Il diodo Zener è ampiamente utilizzato in vari dispositivi elettronici ed è uno dei componenti di base dei circuiti elettronici. Sono utilizzati per generare una barra di alimentazione stabile a bassa potenza da una tensione più elevata e fornire una tensione di riferimento per il circuito, in particolare un alimentatore stabile come l'edificio in un Regolatore DC / DC per protezione da sovratensione.

4. D: Quali sono i vantaggi dei diodi Zener?

Il diodo Zener è più economico di un altro diodo. Il diodo può essere utilizzato per regolare e stabilizzare la tensione nel circuito. Questi diodi hanno standard di prestazioni elevati. Controlla il flusso di corrente.

Conclusione

A proposito, apprendiamo le informazioni di base sul diodo Zener, inclusa la sua definizione, caratteristiche, specifiche, applicazioni, come funziona e come viene annotato in uno schema elettrico. Avere una migliore comprensione del diodo Zener può aiutarti a farne un uso migliore nel circuito di regolazione della tensione. Cosa ne pensi del diodo Zener? Lascia i tuoi commenti qui sotto e ti risponderemo il prima possibile. Se pensi che questa condivisione ti sia utile, non dimenticare di condividerla!

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