PCB Design&Analysis

オレンジ色の回路基板上に2つのダイオードを配置

バイアスという言葉は究極の社会的両刃の剣です。 あなたが正しいことを言っている、または特定の方法を見ている、またはあなたの運動の贈り物が十分に印象的である場合、人々はあなたに向かって( しかし、あなたが前述のパラメータの中で何らかの形でつまずくと、人々はあなたに向かって(逆の)または不利なバイアスを開発します。

議論されたパラメータのどれがあなたの有利な偏見を達成したかによって、あなたの諺のキャリア、ライフスタイル、またはあなたが知っているように、人々があなたに不利な偏見を発達させるならば、それは終わるかもしれません。 これは基本的にダイオードが電圧とどのように相互作用するかです。 標準的なダイオードでは、電流は一般的に一方向に流れることがわかっています。 また、その電圧が標準ダイオードの許容可能なパラメータを超えると、回復不能な損傷に相当します。

ただし、逆電圧が予め設定された値に達すると、ツェナーダイオードが逆方向に導通し始めるため、ツェナーダイオードの場合はそうではありません。 今、自分自身からこれらの有名人や選手のいくつかを救うことができるツェナーダイオードアプリがあった場合にのみ。

ツェナーダイオードとは何ですか?

標準動作のパラメータの中で、汎用ダイオードは電流の逆流を遮断し、印加される逆電圧がその限界を超えると、通常は早期の破壊または損傷に屈す。

前述したように、ツェナーダイオードは基本的に標準のPN接合ダイオードと同じですが、逆絶縁破壊電圧が低く指定されたように特別に設計されています。 これにより、ツェナーダイオードはそれに印加される逆電圧を最大限に活用することができます。

本質的には、ツェナーダイオードはシリコンPN接合からなる標準的な汎用ダイオードのように動作するため、順方向にバイアスすると定格電流を通過する標準ダイオードのように動作する。 しかし、逆バイアスされたときに電流の流れを遮断する従来のダイオードとは異なり、逆電圧が所定の値に達するとすぐに、ツェナーダイオードは逆方向に導通を開始します。

注:順方向バイアスは、陽極がその陰極を参照して正であることを意味し、逆バイアスは陰極が陽極よりも正であることを意味する。

ツェナーダイオードのツェナー電圧は何ですか?<685><6159>定義上、ツェナーダイオードの絶縁破壊電圧は、回路に逆バイアスで接続したときのツェナー電圧(VZ)と同じです。 要約すると、ツェナーダイオードの両端の電圧が安定する電圧点はツェナー電圧と呼ばれ、これは1ボルト未満から数百ボルトの範囲です。

ツェナーダイオードの両端の電圧が絶縁破壊電圧を超えると、ツェナーの両端の電圧は一定のままになるため、これは重要です。 これは、ダイオードを流れる電流が増加し続けても、電圧は同じままであることを意味します。

ツェナーダイオードはツェナー電圧を安定かつ一定のレベルに保持する能力があるため、回路アプリケーション、特に電圧調整の面で大きな可能性を秘めています。

オレンジ色の回路基板上の電圧調整用ダイオード

ツェナーダイオードは電圧調整に非常に役立ちます。

ツェナーダイオードの特性

特徴的に言えば、ツェナーダイオードが順方向バイアスであるか、逆バイアス電圧が絶縁破壊電圧よりも小さい場合、通常のダイオードのように動作します。 言い換えれば、逆バイアスでは電流を遮断し、順方向バイアスでは電流を流すことができます。

また、この電圧が(逆バイアスで)ブレークダウンポイントを超えると、ダイオードはツェナー領域に入り、損傷を受けることなく導通します。 さらに、この領域内の電流はアバランシェ電流と呼ばれ、ツェナーダイオードを指す場合はツェナー電流と呼ばれます。

また、電圧が低下し始めた瞬間、ダイオードは標準ダイオードのように非導通状態を保持します。 逆バイアスで動作するというツェナーダイオードの固有および特性は、その半導体材料の豊富なドーピングによるものです。 さらに、PN接合における空乏領域の厚さとドーピング量(半導体材料)を制御することにより、絶縁破壊電圧を設定することができます。

ツェナーダイオードのアプリケーション

ツェナーダイオードは、主にダイオードの電圧降下が一定であるため、電圧レギュレータとして使用されることが多い。 さらに、回路が動作するためには、電源電圧がツェナー電圧を超えている必要があります。 これにより、これらのダイオードと並列に接続された電子部品は、同じ印加電圧を有することになる。

さらに、ツェナーダイオードが要件を満たす機能の面で理想的なアプリケーションを見つけるのは電圧レギュレータです。 これは、安定した電圧出力を生成する能力があるだけでなく、負荷電流条件が変化している間に低リップルで出力するためです。 適切な電流制限抵抗を介して、電圧源からダイオードを流れるわずかな電流で、ツェナーダイオードはVoutの電圧降下を維持するために必要な十分な電流を

注:リップルについて; 半波整流器または全波整流器からのDC出力電圧にはdc電圧に重畳されたリップルが含まれており、負荷値が変化するにつれて平均出力電圧も しかし、単純なツェナースタビライザ回路を整流器の出力に接続することにより、より安定した出力電圧を得ることができます。

ツェナーダイオードの他の一般的な用途には、サージプロテクタ(電圧スパイク)や、アバランシェ破壊領域内で発生する明確なノイズによる乱数発生器プログ

ツェナーダイオードの特性曲線

ツェナーダイオードでは、それを流れる電流は最大回路値に達するまで激しく増加します。 ただし、通常の状況では、この電流は直列抵抗によって制限されます。 さらに、最大値に達すると、この逆飽和電流は、拡張された逆電圧範囲全体で比較的一貫したままです。

また、ツェナーダイオードの電流の流れをトリガするために必要な電圧を1%以下の許容誤差まで制御することができます。 さらに、これはダイオードの半導体構造のドーピング段階内で発生し、ダイオードに特定のツェナー絶縁破壊電圧(Vz)、例えば5.2Vまたは8.4Vを与えます。

シアンの背景に配置された四つのツェナーダイオード

ツェナー電圧は、ツェナーダイオードを特別なものにするために不可欠な側面です。 二つの異なる部品のように実行する能力は、ツェナーダイオードに有用なアプリケーションの洗濯リストを与えます。 しかし、先に述べたように、理想的な用途は、ツェナー電圧の一意性が最も有用な電圧調整の分野にあるようです。 ダイオードが逆バイアスで安全に導通できるというロジックにはほとんど反対しますが、科学は可能なことに挑戦することです。

スマートスパイス技術を活用することで、ツェナーダイオードによる回路設計を効率的かつ効果的に可能にします。 まず、34,000個以上のモデルライブラリから始めることで、すぐに入手できるツェナーダイオードの大きなサンプルサイズを選択することができます。 過渡シミュレーションを実行することで、ダイオードの期待される出力電圧と絶縁破壊電圧を決定したり、直列抵抗または容量を決定したりできます。

Cadenceの一連の設計および解析ツールを使用して、すべてのPCB設計に適切なツェナー電圧戦略を実装します。 あらゆる種類のツェナーダイオードの使用法を使うと、OrCAD PSpiceのシミュレーターは必要な絶縁破壊電圧をはっきりそして正確に地図を描くこと確実である場合

ケイデンスがどのようにソリューションを提供しているかについての詳細を知りたい場合は、私たちと専門家チームに相談してください。

著者について

Cadence PCB solutionsは、迅速かつ効率的な製品作成を可能にするための完全なフロントツーバック設計ツールです。 ケイデンスは、ユーザーが正確に近代的な、IPC-2581業界標準を通じて製造に手渡すために設計サイクルを短縮することができます。

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