E2a

Hur zenerdioden fungerar

Kretsar i en elektronisk apparat kräver att spänningarna regleras. Dioder är de elektroniska komponenter som uppfyller detta krav. En zenerdiod används för att reglera spänningen i en krets genom omkastning ström genombrottsspänningen i en krets. En diod visar ett spänningsfall på grund av dess föreningspunkt inbyggd spänning och inre resistans. Halvledarmaterialet och dess doping koncentrationer avgöra hur mycket spänningsfall sker över en diod. En zenerdiod är vanligtvis ansluten till den positiva polen hos en operationsförstärkare och den andra terminalen till strömförsörjningen.

För att illustrera

Hur zenerdioden fungerar. När den används som framförspänning.
Hur zenerdioden fungerar. När den används som framförspänning.

För att illustrera, kommer en zenerdiod med en zener överslagsspänning på 2,5 V registrera ett spänningsfall på 2,5 V om backförspänning spänning läggs över det och det är mer än sin zenerspänning. Styra överslagsspänningen görs korrekt under dopning processen. Liksom resistorer, dioder har också toleransnivåer som 5% och 10% toleranser är den mest använda.

När den används som framförspänning

När den används som framförspänning, är zenerdioden s anod ansluten till den positiva polen av en spänningskälla, såsom ett batteri, och den negativa polen är ansluten till sin katod. Under detta tillstånd stöter bort den positiva polen på batteriet hål inom det p-typade materialet mot pn-övergången. Att bryta elektron-par garanti inom den p-typ och n-typ ger ett flöde av elektroner i kretsen till vilken dioden är ansluten. När dioden är ansluten såsom framförspänd-strömmen kommer att flyta i det yttre kretsloppet nekande-till-positiv riktning.

En zenerdiod kan också användas som omvänd förspänning

En zenerdiod kan också användas som omvänd bias. För att använda dioden på detta sätt, bör dess anod vara ansluten till den negativa polen på batteriet och dess katod är kopplad till den positiva polen. I detta tillstånd, är hål inom det p-typade material attraheras mot den negativa polen på batteriet och bort från pn-övergången. Samtidigt, är fria elektroner inom n-typmaterial attraheras mot den positiva polen på batteriet och bort från korsningen. Vid detta tillstånd, kommer ingen ström att flyta i den yttre kretsen.

När dioden används i en halvvåg-likriktarkretsen

En zenerdiod kan också användas som omvänd förspänning. När dioden används i en halvvåg-likriktarkretsen.
En zenerdiod kan också användas som omvänd förspänning. När dioden används i en halvvåg-likriktarkretsen.

När dioden används i en halvvåg-likriktarkrets, är den ansluten i en växelspänningskälla. Den zenerdiod i detta tillstånd är växelvis framförspänd och därefter omvänd-förspända under varje cykel. Strömmen passerar genom kretsen belastningen endast under hälften av varje cykel av inspänningen det är därför kretsen kallas halv-våg-likriktarkretsen.

När dioden används i en full-våg-likriktare krets, två dioder måste kopplas i spänningskällan. Full-wave-likriktare kretsar är de som rättar hela cykeln av en pålagd spänning.

Zenerdioden kan aktuellt i framriktningen men reverserar dess riktning om spänningen är större än zenerspänningen eller genombrottsspänning. Zenerdioden är speciellt utformad för att kraftigt reducerad zenerspänning. Med sin dopade pn-övergång som tillåter elektroner att överföra till ledningsbandet av n-typ material från valensbandet hos p-typ material, kommer zenerdioden, som nu är i omvänd-förspänt tillstånd, uppvisar en kontrollerad fördelning. I detta tillstånd, tillåter zenerdioden den ström för att hålla spänningen över zenerdioden till genombrottsspänningen.