het woord bias is het ultieme sociale tweesnijdend zwaard. Als je zegt de juiste dingen, of kijken op een bepaalde manier, of uw atletische geschenken zijn indrukwekkend genoeg, mensen zullen een (vooruit) gunstige vooringenomenheid naar je toe te bevorderen. Echter, als je op enigerlei wijze Hapert binnen de eerder genoemde parameters, dan zullen mensen een (omgekeerde) of ongunstige vooringenomenheid naar je toe ontwikkelen.
afhankelijk van welke van de besproken parameters u uw gunstige vooringenomenheid bereikte, uw spreekwoordelijke carrière, levensstijl, of het leven zoals u het kent zou voorbij kunnen zijn als mensen een ongunstige vooringenomenheid jegens u ontwikkelen. Zo werkt een diode in wisselwerking met spanning. In een standaarddiode weten we allemaal dat de stroom meestal in één richting stroomt. Ook, zodra die spanning de aanvaardbare parameters van een standaarddiode overschrijdt, komt het neer op onherstelbare schade.
dit is echter niet het geval voor een zenerdiode, omdat wanneer de omgekeerde spanning een vooraf ingestelde waarde bereikt, de zenerdiode in omgekeerde richting begint te leiden. Was er maar een Zener-diode-app die sommige beroemdheden en atleten van zichzelf kon redden.
Wat is een zenerdiode?
binnen de parameters van de standaardwerking blokkeert een diode voor algemeen gebruik de omgekeerde stroomstroom en bezwijkt hij gewoonlijk aan voortijdige afbraak of beschadiging als de omgekeerde spanning boven zijn grenzen komt.
hoewel de zenerdiode, zoals eerder besproken, in wezen dezelfde is als een standaard PN-junctiediode, zijn ze speciaal ontworpen voor een lage en gespecificeerde reverse breakdown voltage. Dit, op zijn beurt, maakt Zener diodes om volledig te profiteren van elke omgekeerde spanning toegepast op het.
in wezen werkt een zenerdiode net als een standaard diode voor algemeen gebruik, bestaande uit een silicium PN-verbinding, en dus gedraagt een vertekening in de voorwaartse richting zich net als een standaarddiode die de nominale stroom passeert. Echter, in tegenstelling tot een traditionele diode die elke stroomstroom blokkeert door zichzelf wanneer omgekeerde bevooroordeeld, zodra de omgekeerde spanning de vooraf bepaalde waarde bereikt, begint de zenerdiode te leiden in de omgekeerde richting.
opmerking: voorwaartse bias betekent dat de Anode positief is ten opzichte van zijn kathode, terwijl Omgekeerde bias impliceert dat de kathode positiever is dan de Anode.
Wat is de Zenerspanning van een zenerdiode?
in termen van een definitie is de afbraakspanning van een zenerdiode hetzelfde als de Zenerspanning (VZ) wanneer deze is aangesloten op een circuit en in omgekeerde bias. Kortom, het spanningspunt waarop de spanning over de zenerdiode stabiel wordt, wordt de Zenerspanning genoemd, die varieert van minder dan een volt tot honderden volt.
dit is belangrijk omdat zodra de spanning over een zenerdiode de afbraakspanning overschrijdt, de spanning over de Zener constant blijft. Dit betekent dat zelfs als de stroom door de diode blijft stijgen, de spanning gelijk blijft.
door het vermogen van de zenerdiode om de Zenerspanning op een stabiel en constant niveau te houden, heeft de zenerdiode een enorm potentieel in circuittoepassingen, vooral in termen van spanningsregeling.
zenerdiodes zijn zeer nuttig voor spanningsregeling.
de kenmerken van een zenerdiode
als een zenerdiode een voorspanning heeft of de spanning van de omgekeerde voorspanning lager is dan de afbraakspanning, werkt deze als een gewone diode. Met andere woorden, in omgekeerde bias blokkeert het stroom, en in voorwaartse bias laat het stroom stromen.
zodra deze spanning het afbraakpunt overschrijdt (in omgekeerde bias), komt de diode in het Zener-gebied, waar hij reageert zonder schade te ondervinden. Verder wordt de stroom binnen dit gebied lawinestroom genoemd en wordt Zenerstroom genoemd wanneer het verwijst naar een zenerdiode.
bovendien behoudt de diode op het moment dat de spanning begint te dalen zijn niet-geleidende toestand zoals een standaarddiode. De specifieke en karakteristieke eigenschap van de Zener-diode om in de omgekeerde bias operationeel te zijn, is te wijten aan de rijke doping van zijn halfgeleidermateriaal. Bovendien kunt u de afbraakspanning instellen door de dikte van het depletiegebied in de PN-verbinding en de hoeveelheid doping (halfgeleidermateriaal) te regelen.
toepassingen voor zenerdiodes
de zenerdiode wordt vaak gebruikt als spanningsregelaar, voornamelijk omdat de spanningsval over de diode constant is. Bovendien moet de voedingsspanning de Zener-spanning overschrijden om het circuit te laten werken. Daardoor zal elke elektronische component die parallel met deze diodes is aangesloten, dezelfde toegepaste spanning hebben.
bovendien is het een spanningsregelaar waar een zenerdiode zijn ideale toepassing vindt in termen van functionaliteit voldoet aan de vereisten. Dit is niet alleen te wijten aan zijn vermogen om een stabiele spanningsuitgang te produceren, maar ook omdat het dit doet met een lage rimpeling terwijl onder wisselende ladingsstroomomstandigheden. Met slechts een kleine hoeveelheid stroom door de diode van een spanningsbron, via een geschikte stroombegrenzingsweerstand, zal de zenerdiode voldoende stroom geleiden die nodig is om een spanningsval van Vout te houden.
opmerking: betreffende Rimpeling; houd in gedachten dat het gelijkstroom-outputvoltage van zeg een halve of full-golf gelijkrichter rimpeling op het gelijkstroom voltage bevat, en dat als de ladingswaarde verandert, zo ook het gemiddelde outputvoltage. Echter, door het aansluiten van een eenvoudige Zener stabilisator circuit over de uitgang van de gelijkrichter, kunnen we een stabielere uitgangsspanning te verkrijgen.
andere veelgebruikte toepassingen van zenerdioden zijn onder meer overspanningsbeveiliging (spanningspieken) en in programma ‘ s voor het genereren van willekeurige getallen vanwege het specifieke geluid dat zij produceren binnen het lawineafbraakgebied.
de karakteristieke Kromme van een zenerdiode
In een zenerdiode neemt de stroom die er doorheen stroomt intens toe totdat de maximale stroomkringwaarde bereikt is. Onder normale omstandigheden wordt deze stroom echter beperkt door een serieweerstand. Bovendien, bij het bereiken van het maximum, blijft deze omgekeerde verzadigingsstroom relatief consistent over een uitgebreid bereik van omgekeerde spanningen.
bovendien is het mogelijk de spanning te regelen die nodig is om de stroom in een zenerdiode te activeren, met een tolerantie van minder dan 1%. Bovendien gebeurt dit binnen de dopingfase van de halfgeleiderconstructie van de diode, waardoor de diode een specifieke Zener-afbraakspanning (Vz) krijgt, bijvoorbeeld 5.2 V of 8.4 V. grafisch gezien is de Zener-afbraakspanning op de I-V-curve bijna een verticale rechte lijn.
de Zenerspanning is een essentieel aspect van wat de zenerdiode speciaal maakt. De mogelijkheid om uit te voeren als twee verschillende componenten geeft de Zener diode een waslijst van nuttige toepassingen. Echter, zoals ik eerder zei, lijkt het ideale gebruik op het gebied van spanningsregeling, waar de uniciteit van de Zener-spanning het nuttigst is. Het tart bijna de logica dat een diode veilig kan leiden in omgekeerde vooringenomenheid, maar wetenschap gaat over het uitdagen van wat mogelijk is.
door gebruik te maken van smart SPICE-technologie kunnen circuits met zenerdiodes efficiënt en effectief worden ontworpen. Ten eerste, door te beginnen met een model bibliotheek van meer dan 34.000 stuks, bent u gebonden aan een grote steekproefgrootte van gemakkelijk beschikbare Zener diodes om uit te kiezen. Door transiënte simulaties uit te voeren, kunt u de verwachte output-en afbraakspanningen voor uw diodes bepalen, evenals serieweerstanden of capaciteit bepalen.
implementeer de juiste Zener-spanningsstrategieën voor al uw PCB-ontwerpen met Cadence ‘ s reeks ontwerp-en analysetools. Met elke vorm van Zener diode gebruik, OrCAD PSpice Simulator kan er zeker van zijn om de nodige afbraak spanningen duidelijk en nauwkeurig in kaart te brengen.
als u meer wilt weten over hoe Cadence de oplossing voor u heeft, praat dan met ons en ons team van experts.
over de auteur
Cadence PCB solutions is een complete front to back design tool om snel en efficiënt product te maken. Cadans stelt gebruikers in staat om nauwkeurig ontwerpcycli te verkorten om door te geven aan de productie door middel van moderne, IPC-2581-industriestandaard.
volg op Linkedin Bezoek Website meer inhoud door Cadence PCB Solutions