در این مقاله قصد داریم به شما نحوه ی عملکرد دیود زنر را آموزش دهیم .قبل از اینکه به دیود زنر اشاره کنیم، باید به نحوه ی عملکرد دیود اشاره کنیم.دیود در حقیقت مانند یک خیابان یک طرفه یا یک شیر آب عمل میکند. اگر نمیدانید دیود چیست مقاله دیود چیست و انواع دیود را حتما مطالعه کنید تا با این مبحث به طور کامل آشنا شوید.
هوانطور که در بالا مشاهده میکنید، آب صرفا از داخل لوله به درون ظرف انتقال میابد اما هیچگاه مشاهده نمیکنید که آب از درون ظرف به درون شیر آب منتقل شود. عملکرد دیود دقیقا به همین شکل است یعنی اگر مثبت (آند) دیود به مثبت باتری متصل و منفی (کاتد) دیود به منفی باتری متصل شود، جریان الکتریکی در مدار بر قرار میشود. دقیقا همانطور که در تصویر زیر مشاهده میکنید.
در تصویر سمت راست، مشاهده میکنید که دیود در بایاس معکوس قرار گرفته، یعنی مثبت دیود به منفی باتری و منفی دیود، به مثبت باتری متصل شده. در این حالت، دیود مانند یک کلید باز عمل میکند و عملا هیچ جریان الکتریکی در مدار برقرار نمیشود. در نتیجه لامپ هرگز روشن نخواهد شد. اما در تصویر سمت چپ مشاهده میکنید که دیود در بایاس مستقیم قرار گرفته است. یعنی مثبت باتری، به مثبت دیود و منفی باتری به منفی دیود متصل شده. در این حالت، دیود مانند یک کلید بسته عمل خواهد کرد. در نتیجه جریان الکتریکی در مدار بر قرار میشود. همین امر باعث روشن شدن لامپ میشود.
دیود زنر چگونه کار میکند ؟
دیود زنر در بایاس مستقیم، دقیقا مانند یک دیود معمولا کارایی دارد اما در بایاس معکوس، با دیود معمولی متفاوت است. از دیود زنر در مدارات الکترونیکی بیشتر به عنوان تثبیت کننده ولتاژ استفاده میشود. اما این نوع دیود، در مدارات برش دهنده های ولتاژ و … کاربرد دارد. برای مثال از دیود زنر در IC های EMI و بعضا ESD مورد استفاده قرار میگیرد. این IC ها در برابر ولتاژ الکتریکی از مدارات الکترونیکی محافظت میکنند. در تصویر زیر مشاهده میکنید که دیود زنر به عنوان تثبیت کننده ی ولتاژ الکتریکی در مدار قرار گرفته است.
در مدار بالا اگر ولتاژ باتری، از 3.3 ولت کمتر باشد، دوسر دیود دقیقا همان ولتاژ را داریم اما اگر ولتاژ دو سر باتری از 3.3 ولت بیشتر شود، باعث میشود که ولتاژ اضافی، دو سر مقاومت افت کند. پس اگر بخواهیم نتیجه گیری کنیم، همیشه ولتاژ دو سر دیود 3.3 ولت باقی خواهد ماند. مهم ترین کار دیود زنر، شاید همین تثبیت ولتاژ باشد. دیود زنر در این مدار، دقیقا مانند یک مقاومت متغیر عمل میکند. به نظر شما اگر در مدار بالا، مقاومت وجود نداشته باشد، دیود زنر عملکرد درستی خواهد داشت؟ جواب کاملا مشخص است. خیر. چرا که دیود زنر، نمیتواند ولتاژ اضافی را به جای دیگر انتقال دهد. اگر دیود زنر در بایاس معکوس قرار بگیرد، تا زمانی که ولتاژ دو سر آن از میزان نوشته شده روی دیود بیشتر نشود، دیود نمیتواند جریان الکتریکی را از خود عبور دهد. در نتیجه، نمیتواند ولتاژ را تثبیت کند.
در تصاویر زیر، سه نماد از دیود زنر دیده میشود. هر سه نماد دیود زنر هستند.
در تصویر زیر، مشاهده میکنید که از دو دیود زنر، استفاده شده برای برش ولتاژ
در این بخش به خروجی مدار توجه کنید. در مدار موبایل از این دیود بیشتر به عنوان مدار محافظ استفاده می شود.
.
از این دیود در بایاس مستقیم استفاده نمیشود و بیشتر در بایاس معکوس مورد استفاده قرار میگیرد. تشخیص آند و کاتد دیود زنر بسیار ساده است و در تصویر زیر به راحتی میتوان دیود زنر را تشخیص داد.
نوع دیگری از دیدو زنر وجود دارد که سرعت سویچ خیلی بالاتری دارد و در فیلترهای ESD , EMI کاربرد دارد که به آن دیود TVS میگویند برای اطلاع بیشتر در مورد این دیود زنر به مقاله دیود TVS مراجعه کنید.
8 نظر در “انواع دیود زنر و نحوه ی قرار گرفتن دیوید زنر در مدار”