Unha guía definitiva para diodos Zener en 2021

Un díodo Zener é moi útil cando se trata de regular e estabilizar as variacións de carga ou subministración fronte a unha fonte de tensión e outras aplicacións. Que sabes sobre o díodo Zener? 

Esta guía presentará a definición dun diodo Zener, as súas características, especificacións, aplicacións, como funciona e o seu símbolo no diagrama de circuíto. Se es un entusiasta da electrónica ou entras en contacto co diodo Zener no traballo, podes ter unha mellor comprensión do diodo Zener a través deste recurso compartido. Seguimos lendo!

Compartir é coidar!

contido

● Que é un diodo Zener?

● 3 Características principais dun diodo Zener

● Especificacións dun diodo Zener

● Cales son as aplicacións dun diodo Zener?

● Como funciona un diodo Zner?

● Cal é o símbolo do diodo Zener?

● FAQ

● Conclusión

Que é un diodo Zener? 

Os díodos Zener son dispositivos semicondutores discretos baseados en silicona que permiten que a corrente fluya de forma bidireccional, tanto cara atrás como cara adiante. Os diodos están compostos por unha unión de silicona PN moi dopada, que está destinada a conducir na dirección inversa unha vez que se cumpre un determinado limiar de tensión.

Os díodos Zener teñen unha tensión de ruptura inversa establecida. Cando se chega a isto, comezan a conducir corrente e seguen a operar incesantemente na dirección de polarización inversa sen sufrir danos. Un dos principais beneficios dos díodos Zener é que un rango variable de voltaxes aínda manterá unha caída de tensión constante no díodo. Como resultado, os díodos Zener pódense usar para aplicacións de regulación de tensión.

A introdución aos diodos Zener que explican como funcionan

3 Características principais dun diodo Zener

Os díodos Zener funcionan de forma similar aos díodos convencionais cando están en modo de polarización directa. 

● Teñen unha tensión de conexión pola polarización de entre 0.3 e 0.7 V. Cando se conecta en modo inverso, hai un pequeno fluxo de corrente de fuga na maioría das aplicacións. 

● A medida que a tensión inversa aumenta ata a tensión de avaría establecida, haberá corrente circulando polo díodo. Cando a corrente aumenta ata un máximo (determinado polas resistencias en serie), entón estabilizarase e permanecerá constante nun amplo rango de tensión aplicada.

● Independentemente do valor de corrente que circula polo díodo, a tensión permanece case constante. Este é tamén o caso de grandes cambios de corrente, sempre que a corrente do díodo se manteña entre a corrente máxima e a corrente de ruptura.

O forte autocontrol dun díodo Zener é moi útil cando se trata de regular e estabilizar as variacións de carga ou subministración fronte a unha fonte de tensión. Isto convérteo nunha característica clave xa que permite que o díodo se utilice nunha variedade de aplicacións de reguladores de tensión.

Especificacións dun diodo Zener

Algunhas especificacións variarán entre os díodos Zener individuais. Estes inclúen a disipación de enerxía, a tensión nominal de traballo e a corrente inversa máxima. As especificacións comúns adicionais inclúen:

● Tensión Zener: relaciónase coa tensión de avaría inversa. Isto varía de 2.4 V ata 200 V, dependendo do diodo específico

● Corriente (máxima): a corrente máxima na tensión nominal de Zener. Isto pode variar entre 200uA e 200A

● Corriente (mínima): a corrente mínima necesaria na tensión Zener para que o díodo se rompa. Este é normalmente entre 5 mA e 10 mA

● Potencia nominal: a máxima potencia de disipación do díodo, incluíndo tanto a corrente que circula polo díodo como a tensión que atravesa el. Os valores estándar inclúen 400 mW, 500 mW, 1 W e 5 W. Con díodos montados en superficie, os valores típicos son 200 mW, 350 mW, 500 mW e 1 W

● Tolerancia de voltaxe: normalmente ±5 %

● Estabilidade da temperatura: os díodos máis estables adoitan ser de aproximadamente 5V

● Resistencia Zener - a resistencia que presenta o díodo

Cales son as aplicacións dun diodo Zener? 

Os díodos Zener úsanse para unha variedade de aplicacións, incluíndo:

● Regulación da tensión

● Referencia de tensión

● Supresión de sobretensións

● Cambio de aplicacións

● Circuítos Clipper

É posible usar un díodo Zener para crear unha tensión de saída estabilizada de baixa ondulación en condicións de corrente de carga variable. Cando a resistencia de limitación de corrente adecuada úsase para facer pasar unha corrente menor dunha fonte de tensión a través do díodo, conducirase a corrente suficiente para manter a caída de tensión necesaria. A medida que se modifica o valor de carga, a saída de tensión media tamén cambia. Non obstante, a adición dun díodo Zener pode producir unha saída de voltaxe uniforme.

Dito isto, tamén hai que ter en conta que os díodos Zener poden producir ocasionalmente ruído eléctrico na fonte de CC mentres traballan para estabilizar a tensión. Isto está ben na maioría das aplicacións, pero engade un alto valor condensador de desacoplamento á saída do díodo pode corrixir o problema proporcionando suavizado adicional.

Como os díodos Zener poden funcionar na condición de polarización inversa, pódense usar en circuítos reguladores de tensión para manter unha saída de tensión continua constante. Esta tensión constante pódese manter a pesar de calquera variación na entrada de tensión ou cambios de corrente de carga.

Este circuíto regulador de tensión comprende unha resistencia limitadora de corrente que está conectada en serie coa tensión de entrada. O díodo e a carga deben conectarse en paralelo. A tensión de saída estabilizada e a tensión de avaría do díodo serán sempre a mesma.

Como funciona un diodo Zener?

O principio detrás do funcionamento dun díodo Zener está determinado pola causa do avaría do diodo na condición de polarización inversa. Normalmente hai dous tipos: avaría Zener e avaría por avalancha.

Avaría Zener

Unha avaría de Zener ocorre cunha tensión de polarización inversa entre 2V e 8V. A intensidade do campo eléctrico é suficiente para aplicar forza aos electróns de valencia, separándoos dos núcleos, incluso a esta baixa tensión. Este proceso forma pares electróns-buracos móbiles, polo que aumenta o fluxo de corrente.

As avarías de Zener adoitan ocorrer para díodos altamente dopados cun gran campo eléctrico e baixa tensión de avaría. Os electróns de valencia gañan máis enerxía a medida que aumenta a temperatura, polo que se require menos voltaxe exterior. Isto tamén significa que a tensión de avaría de Zener reduce xunto coa temperatura.

Avaría de avalancha

A avaría da tensión tamén ocorre na condición de polarización inversa, cun mínimo de 8 V, para díodos dopados con luz que teñen unha gran tensión de avaría. Os electróns que flúen polo díodo chocan cos electróns do enlace covalente, interrompéndoo. 

A velocidade dos electróns aumenta a medida que aumenta a tensión, o que significa que os enlaces covalentes poden romperse máis facilmente. Tamén hai que ter en conta que a tensión de ruptura da avalancha aumenta xunto á temperatura.

Cal é o símbolo do diodo Zener? 

As imaxes de abaixo retratan o símbolo estándar do diodo Zener usado nun diagrama de circuíto. Este símbolo mostra como se sinalaría a presenza dun díodo Zener nun diagrama de circuíto. Do mesmo xeito, se ves este símbolo nun diagrama de circuíto, significa que hai un díodo Zener nese punto do circuíto.

Este diagrama baséase no anterior, mostrando máis información sobre o díodo Zener. A liña superior do diagrama mostra o símbolo do diodo máis o positivo e o negativo en relación co ánodo e o cátodo. A liña inferior do diagrama mostra o mesmo, excepto cunha versión simplificada dun díodo realista en oposición ao símbolo do díodo Zener.

Preguntas frecuentes

1. P: Pódense conectar varios diodos Zener en serie?

R: Pódense conectar varios díodos Zener en serie, normalmente para acadar unha tensión Zener específica. Non obstante, se usa varios díodos, tamén debe supervisar a corrente Zener e asegurarse de que non se exceda o valor máximo. 

Isto débese a que a corrente Zener máxima permitida é igual ao díodo máis baixo conectado en serie. Isto tamén significa que cando dous díodos Zener están conectados en serie, se os díodos non teñen a mesma especificación de corrente Zener, non mostrarán a corrente ou tensión Zener especificadas.

2. P: Cal é a diferenza entre o díodo Zener e o díodo?

R: O diodo é un dispositivo semicondutor condutor unidireccional (unidireccional). Os díodos Zener tamén son dispositivos semicondutores, pero a diferenza fundamental é que poden conducir electricidade en condicións de polarización directa e inversa. 

Outra diferenza importante entre os dous tipos é a intensidade do dopaxe. Os díodos tradicionais adoitan estar moderadamente dopados, mentres que os díodos zener están máis dopados para conseguir unha maior tensión de ruptura.

3. P: Onde se usan os diodos Zener?

O díodo Zener é amplamente utilizado en varios dispositivos electrónicos e é un dos compoñentes básicos dos circuítos electrónicos. Utilízanse para xerar un carril de alimentación estable de baixa potencia a partir dunha tensión máis alta e proporcionar unha tensión de referencia para o circuíto, especialmente unha fonte de alimentación estable, como a construción dun Regulador DC/DC para protección contra sobretensión.

4. P: Cales son as vantaxes dos diodos Zener?

O díodo Zener é máis barato que outro díodo. O díodo pódese usar para axustar e estabilizar a tensión no circuíto. Estes díodos teñen altos estándares de rendemento. Controla o fluxo de corrente.

Conclusión

Falando diso, aprendemos a información básica sobre o díodo Zener, incluíndo a súa definición, características, especificacións, aplicacións, como funciona e como se sinala nun diagrama de circuíto. Ter unha mellor comprensión do díodo Zener pode axudarche a facer un mellor uso deles no circuíto de regulación de tensión. Que opinas do diodo Zener? Deixe os seus comentarios a continuación e responderémosche o antes posible. Se cres que este compartir é útil para ti, non esquezas compartilo!

Ler tamén

● Cousas que non debes perder sobre Facebook Meta e Metaverse

● Cal é a diferenza entre AM e FM?

● Como o regulador de módulo LTM8022 μ ofrece un mellor deseño para a fonte de alimentación?

● Como detectar reguladores de voltaxe baseados en diodos Zener?

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes