Dioda Zenera w gruncie rzeczy jest tą samą standardową diodą ze złączem PN. Została ona zaprojektowana w taki sposób, aby możliwe było uzyskanie niskiego, ściśle określonego napięcia przebicia wstecznego, co prowadzi do ograniczenia dowolnego napięcia wstecznego do niej przyłożonego. Dioda Zenera zachowuje się dokładnie w taki sam sposób, jak dioda ogólnego przeznaczenia zawierająca krzemowe złącze PN, jednak odróżnia się kilkoma ważnymi cechami. Co odróżnia diodę Zenera od innych rodzajów diod? Co warto o niej wiedzieć?
Spis treści
Dioda Zenera — Ogólna charakterystyka
Dioda Zenera to odmiana diody półprzewodnikowej. Głównym parametrem w tym przypadku jest tak zwane ”napięcie złącza p-n”. Po przekroczeniu linii przebicia następuje gwałtowny i nagły wzrost prądu. W przypadku, kiedy do czynienia mamy z drogą w kierunku przewodzenia dioda Zenera zachowuje się dokładnie tak, jak tradycyjna dioda, natomiast w przypadku polaryzacji zaporowej prąd przewodzony jest po przekroczeniu określonego napięcia na złączu, nazywanego potocznie napięciem przebicia. W przypadku niewielkich napięć nieprzekraczających 5 V zjawisko Zenera odgrywa podstawową funkcję. W przypadku natężenia 5-7 V następuje przebicie lawinowe, a powyżej 7 V następuje wyłącznie przebicie lawinowe. Można zauważyć, iż napięcie przebicia nie jest w żaden sposób zależne od płynącego prądu, a jego zmiany są nieznaczne w momencie dużych zmian prądu przebicia.
Gdzie stosowane są diody Zenera?
Skoro wiemy już czym cechuje się dioda Zenera, przejdźmy do kwestii związanych z jej zastosowaniem. Diody Zenera znalazły swoje zastosowanie jako źródło napięcia odniesienia w przypadku stabilizatorów napięcia, a zwłaszcza w układach, które nie wymagają dodatkowej stabilności (na przykład termicznej). Diody Zenera stosowane są do przesuwania poziomów napięć, a także jako element pełniący funkcję zabezpieczenia i działania przeciw przepięciom. Diody Zenera stosowane są także w kryptografii.
Różnice między diodą Zenera a zwykłą diodą
Dioda Zenera zachowuje się dokładnie w taki sam sposób jak dioda ogólnego przeznaczenia. Po spolaryzowaniu diody Zenera w kierunku przewodzenia, w momencie, gdy anoda ma potencjał wyższy od katody, rozpoczyna się przewodzenie prądu. W odróżnieniu od normalnej diody, która doprowadza do blokady przepływu prądu w polaryzacji zaporowej, dioda Zenera przewodzi w kierunku zaporowym w momencie przekroczenia określonego progu napięcia. Zjawisko to ma miejsce, kiedy napięcie, które przyłożone jest do diody, przekracza wartość znamionową, co doprowadza do przebicia prądu Zenera w tak zwanej warstwie zubożonej. W tym momencie przez diodę płynie prąd, aby niemożliwy był dalszy wzrost napięcia. Zjawisko to jest złożone i różni się bez względu na parametry i sposób wykonania diody. W przypadku diody Zenera prąd przepływający przez diodę gwałtownie wzrasta aż do maksymalnej wartości danego obwodu. Określone jest to rezystorem zaporowym. Wsteczny prąd nasilenia osiągnięty raz pozostaje niezmienny w przypadku wachlarza napięć wstecznych. Moment, w którym dochodzi do ustabilizowania napięcia na diodzie, nazywa się napięciem Zenera. Jego wartość może wynosić od jednego wolta do nawet setek woltów. Wśród różnic pomiędzy diodą Zenera a normalnymi diodami wymienić można:
- Małą odporność dynamiczną,
- przebicie, które gwarantuje nieprzebicie diody,
- wartość napięcia określoną dokładnie, z niewielką tolerancją,
- gwarancję możliwie gwałtownego przejścia do tak zwanego stanu przebicia złącza.
Charakterystyka I-U diody Zenera
Dioda Zenera, która stosowana jest w przypadku polaryzacji zaporowej (momencie przebicia wstecznego), czyli po podłączeniu anody diody do ujemnego bieguna. Z charakterystyki diody Zenera I-U zobaczyć można, że dioda Zenera w przypadku polaryzacji zaporowej posiada obszar, w którym napięcie pozostaje niemal na stałym poziomie, bez względu na stopień natężenia płynącego przez diodę prądu. Jest ono niezmienne, nawet w sytuacji dużych zmian prądu o ile wartość zawarta jest między tak zwanym minimalnym, a maksymalnym prądem diody. Zdolność utrzymywania napięcia stałego, stosowana może być do regulacji i stabilizacji napięcia w przypadku zmieniającego się zasilania lub obciążenia. Do funkcji regulatora zalicza się dostarczanie napięcia cechującego się zmienną wartością do włączonego w nim obciążenia w sposób równoległy pomimo zmian prądu obciążania lub tętnień napięcia. Dioda Zenera będzie prowadziła do stabilizacji tak długo, aż jej prąd będzie wyższy, niż w przypadku wartość prądu w obszarze zaporowym.
Podobne artykuły
SAP S/4HANA – nowa generacja ERP dla firm, które chcą działać szybciej, precyzyjniej i w chmurze
W dynamicznie zmieniającym się świecie biznesu, elastyczność i szybkość reakcji są kluczem do sukcesu. Właśnie dlatego coraz więcej firm zwraca…
Allegro czy własny sklep internetowy? Co wybrać?
Wybór platformy do sprzedaży online to jedno z kluczowych wyzwań, przed którymi stają przedsiębiorcy e-commerce. Z jednej strony mamy Allegro…
Jak sztuczna inteligencja zmienia biznes – przykład działań Comarch w polskich firmach
Sztuczna inteligencja (AI) odgrywa coraz większą rolę w transformacji cyfrowej firm na całym świecie. Polscy przedsiębiorcy również zaczynają dostrzegać jej…
Program lojalnościowy InPost w aplikacji mobilnej – zbieraj InCoiny i odbieraj nagrody!
Program lojalnościowy InPost to innowacyjne podejście do nagradzania klientów. Zbieraj punkty InCoin w prosty sposób i ciesz się bogatym katalogiem…
Jak zoptymalizować platformę zakupową B2C dla lepszej wydajności sprzedaży – wskazówki i dobre praktyki
Właściwie zoptymalizowana platforma e-commerce B2C poprawia doświadczenia użytkowników i bezpośrednio wpływa na wyniki sprzedaży. Wydaje się to oczywiste, jednak w…
Nowoczesne technologie IT dla sektora finansowego – jak Edge1S sspiera cyfrową transformację banków i instytucji finansowych
Sektor finansowy stoi przed wyzwaniami związanymi z rosnącymi oczekiwaniami klientów, dynamicznymi zmianami regulacyjnymi oraz koniecznością zapewnienia najwyższego poziomu bezpieczeństwa danych….
Pożyczki dla firm – jak wybrać najlepsze finansowanie dla Twojego biznesu?
Przedsiębiorcy często stają przed koniecznością pozyskania dodatkowego źródła finansowania, aby zrealizować plany rozwoju firmy, pokryć bieżące koszty lub zainwestować w…
Zastosowanie sztucznej inteligencji w biznesie: przegląd branż, które korzystają z AI
Jeszcze kilka lat temu sztuczna inteligencja (AI) kojarzyła się głównie z filmami science fiction i eksperymentalnymi projektami naukowymi. Dziś jest…
Kredyt czy pożyczka – co jest bardziej opłacalne?
Decyzja o zaciągnięciu dodatkowych środków finansowych często wiąże się z koniecznością wyboru kredytu albo pożyczki. Oba te produkty finansowe mają…
Jak skutecznie odzyskać VAT z zagranicy? Sprawdź, czy to się opłaca!
Odzyskiwanie VAT z zagranicy może wydawać się skomplikowane, ale z odpowiednią wiedzą można znacznie ułatwić ten proces. Wiele firm i…