cuvântul părtinire este sabia socială cu două tăișuri. Dacă spui lucrurile potrivite sau arăți într-un anumit fel sau darurile tale atletice sunt suficient de impresionante, oamenii vor promova o părtinire favorabilă (înainte) față de tine. Cu toate acestea, dacă vă înșelați în vreun fel în parametrii menționați anterior, atunci oamenii vor dezvolta o părtinire (inversă) sau nefavorabilă față de dvs.
în funcție de care dintre parametrii discutați ați obținut părtinirea favorabilă, cariera proverbială, stilul de viață sau viața așa cum știți că s-ar putea termina dacă oamenii dezvoltă o părtinire nefavorabilă față de dvs. Acesta este practic modul în care o diodă interacționează cu tensiunea. Într-o diodă standard, știm cu toții că curentul curge de obicei într-o singură direcție. De asemenea, odată ce tensiunea depășește parametrii acceptabili ai unei diode standard, aceasta echivalează cu daune ireparabile.
cu toate acestea, nu este cazul pentru o diodă Zener, deoarece atunci când tensiunea inversă atinge o valoare prestabilită, dioda Zener începe să conducă în direcția inversă. Acum, dacă ar exista doar o aplicație cu diodă Zener care ar putea salva unele dintre aceste vedete și sportivi de la ei înșiși.
ce este o diodă Zener?
în parametrii de funcționare standard, o diodă de uz general va bloca fluxul invers al curentului și, de obicei, cedează la defectarea prematură sau deteriorarea dacă tensiunea inversă aplicată depășește limitele sale.
deși, așa cum s-a discutat anterior, dioda Zener este în esență aceeași cu o diodă de joncțiune PN standard, acestea sunt special concepute pentru a avea o tensiune de defalcare inversă scăzută și specificată. Aceasta, la rândul său, permite diodelor Zener să profite din plin de orice tensiune inversă aplicată acesteia.
în esență, o diodă Zener funcționează la fel ca o diodă standard de uz general constând dintr-o joncțiune pn de siliciu și, astfel, atunci când este părtinitoare în direcția înainte, se comportă la fel ca o diodă standard care trece curentul nominal. Cu toate acestea, spre deosebire de o diodă tradițională care blochează orice flux de curent prin ea însăși atunci când este părtinitoare inversă, de îndată ce tensiunea inversă atinge valoarea predeterminată, dioda Zener începe să conducă în direcția inversă.
notă: părtinirea înainte înseamnă că anodul este pozitiv în raport cu catodul său, în timp ce părtinirea inversă implică faptul că catodul este mai pozitiv decât anodul.
care este tensiunea Zener a unei Diode Zener?
în termeni de definiție, tensiunea de defalcare a unei diode Zener este aceeași cu tensiunea Zener (VZ) atunci când este conectată la un circuit și în părtinire inversă. Pe scurt, punctul de tensiune la care tensiunea din dioda Zener devine stabilă se numește tensiunea Zener, care variază de la mai puțin de un volt la sute de volți.
acest lucru este important deoarece odată ce tensiunea pe o diodă Zener depășește tensiunea de defalcare, tensiunea pe Zener rămâne constantă. Aceasta înseamnă că, chiar dacă curentul care trece prin diodă continuă să crească, tensiunea rămâne aceeași.
datorită capacității diodei Zener de a-și menține tensiunea Zener la un nivel stabil și constant, are un potențial enorm în aplicațiile circuitului, în special în ceea ce privește reglarea tensiunii.
diodele Zener sunt extrem de utile pentru reglarea tensiunii.
caracteristicile unei diode Zener
caracteristic vorbind, dacă o diodă Zener este în părtinire înainte sau tensiunea de polarizare inversă este mai mică decât tensiunea de defalcare, funcționează ca o diodă obișnuită. Cu alte cuvinte, în părtinire inversă, blochează curentul, iar în părtinire înainte, permite curentului să curgă.
de asemenea, odată ce această tensiune depășește punctul de defalcare (în părtinire inversă), dioda intră în regiunea Zener, unde conduce fără a suferi daune. Mai mult, curentul din această regiune se numește curent de avalanșă și se numește curent Zener atunci când se referă la o diodă Zener.
mai mult, în momentul în care tensiunea începe să scadă, dioda își păstrează starea neconductoare ca o diodă standard. Proprietatea specifică și caracteristică a diodei Zener de a fi operațională în părtinire inversă se datorează dopajului bogat al materialului său semiconductor. În plus, puteți seta tensiunea de defalcare controlând grosimea regiunii de epuizare în joncțiunea PN și cantitatea de dopaj (material semiconductor).
aplicații pentru diode Zener
dioda Zener este adesea utilizată ca regulator de tensiune, în primul rând pentru că căderea de tensiune pe diodă este constantă. În plus, tensiunea de alimentare trebuie să depășească tensiunea Zener pentru ca circuitul să funcționeze. Astfel, orice componentă electronică conectată în paralel cu aceste diode va avea aceeași tensiune aplicată.
mai mult, este ca un regulator de tensiune în care o diodă Zener își găsește aplicația ideală în ceea ce privește funcționalitatea îndeplinește cerințele. Acest lucru nu se datorează numai capacității sale de a produce o ieșire de tensiune stabilă, ci și pentru că face acest lucru cu ondulație scăzută în timp ce se află în condiții de curent de sarcină variate. Cu doar o cantitate mică de curent prin diodă de la o sursă de tensiune, printr-un rezistor de limitare a curentului adecvat, dioda Zener va conduce suficient curent necesar pentru a susține o cădere de tensiune a Vout.
Notă: În ceea ce privește ripple; rețineți că tensiunea de ieșire DC de la un redresor cu jumătate sau undă completă conține ondulație suprapusă pe tensiunea DC și că, pe măsură ce valoarea sarcinii se schimbă, la fel și tensiunea medie de ieșire. Cu toate acestea, prin conectarea unui simplu circuit Stabilizator Zener la ieșirea redresorului, putem obține o tensiune de ieșire mai stabilă.
alte utilizări comune ale diodelor Zener includ Protecții la supratensiune (vârfuri de tensiune) și în programele generatoare de numere aleatorii datorită zgomotului distinct pe care îl generează în regiunea de avarie a avalanșei.
curba caracteristică a unei diode Zener
într-o diodă Zener, curentul care curge prin ea crește intens până când atinge valoarea maximă a circuitului. Cu toate acestea, în condiții normale, acest curent este limitat de un rezistor de serie. Mai mult, la atingerea maximului, acest curent de saturație inversă rămâne relativ consistent pe o gamă extinsă de tensiuni inverse.
de asemenea, este posibil să se controleze tensiunea necesară necesară pentru a declanșa fluxul de curent într-o diodă Zener, la un grad de toleranță mai mică de 1%. Mai mult, acest lucru se întâmplă în stadiul de dopaj al construcției semiconductoare a diodelor, oferind diodei o tensiune specifică de defalcare Zener (Vz), de exemplu, 5,2 V sau 8,4 V. Grafic vorbind, tensiunea de defalcare Zener pe curba I-V este aproape o linie dreaptă verticală.
tensiunea Zener este un aspect esențial al ceea ce face dioda Zener specială. Capacitatea de a efectua ca două componente diferite oferă diodei Zener o listă de rufe de aplicații utile. Cu toate acestea, așa cum am spus mai devreme, utilizarea ideală pare să fie în domeniul reglării tensiunii, unde unicitatea tensiunii sale Zener este cea mai utilă. Aproape sfidează logica că o diodă poate conduce în siguranță în părtinire inversă, dar știința se referă la provocarea a ceea ce este posibil.
utilizarea tehnologiei Smart SPICE poate permite proiectarea circuitului cu diode Zener eficient și eficient. În primul rând, începând cu o bibliotecă de modele de peste 34.000 de bucăți, trebuie să aveți o dimensiune mare a eșantionului de diode Zener disponibile pentru a alege. Prin rularea simulărilor tranzitorii, puteți determina tensiunile de ieșire și defalcare așteptate pentru diodele dvs., precum și puteți determina rezistențele sau capacitatea seriilor.
implementați strategii adecvate de tensiune Zener pentru toate proiectele dvs. de PCB cu suita de instrumente de proiectare și analiză Cadence. Cu orice fel de Utilizare diodă Zener, Orcad PSpice Simulator poate fi sigur de a mapa orice tensiuni de defalcare necesare în mod clar și precis.
dacă doriți să aflați mai multe despre modul în care Cadence are soluția pentru dvs., discutați cu noi și cu echipa noastră de experți.
despre autor
Cadence PCB solutions este un instrument complet de proiectare față în spate pentru a permite crearea rapidă și eficientă a produsului. Cadența permite utilizatorilor să scurteze cu exactitate ciclurile de proiectare pentru a preda fabricației prin standardul modern IPC-2581.
urmăriți pe Linkedin vizitați site-ul web mai mult conținut de Cadence PCB Solutions