Hvad er funktionerne i en Zener Diode?

Zener dioder er siliciumdioder specielt konstrueret til at fungere i det såkaldte breakdown region. Derfor kaldes de også som spændingsregulator-dioder.

Spændingsspænding

Maksimal spænding angiver, hvor meget omvendt spænding en diode kan modstå, før spaltning forekommer. For de fleste er dette mindst 50 V. Almindelige dioder, der er omvendt forspændte, har omvendt strøm, der er så lille at de er nul, således at dioden opfører sig som et åbent kredsløb. Når maksimal spænding overskrides, produceres der imidlertid en stor omvendt strøm, og dioden bliver ødelagt. Denne ødelæggelse forekommer ved det, der er kendt som omvendt spændingsspænding eller topomvendt spænding (PIV). Zener-dioder er skabt til at fungere optimalt, når de er omvendt forspændte og i stedet for at blive ødelagt, vil lede elektricitet under betingelser, hvor der normalt opnås en diode nedbrydningsspænding. Zener diode breakdown spændinger kan variere fra 2 til 200 V.

Betydning

Dioderne er i stand til at opretholde konstante udgangsspændinger gennem aktuelle ændringer i kredsløbet, og dermed stabilisere spændingen under forskellige belastninger. De bruges derfor oftest som spændingsregulatorer til lavstrømskredsløb. De kan beskytte kredsløb fra spændingsspidser eller overbelastninger eller statisk elektricitet. Zener-dioder bruges også ofte til at generere referencespændinger til forstærkerkredsløb.

Operation

Til spændingsregulering placeres Zener-dioder i kredsløb i en omvendt forspændt position parallelt med belastningen, som vist .

Bruger

Zener dioder findes i enheder som strømforsyninger og overspændingsbeskyttere.

Expert Insight

Dioderne fungerer på det såkaldte Zener-effekten. P-n-krydset er stærkt doteret, hvilket får det til at blive smalt og få et kraftigt elektrisk felt. Når det er forspændt, giver dette intense elektriske felt ionisering, hvor elektroner trækkes væk fra deres valensbaner, så de bliver fri og kan strømme.