ზენერის დიოდი - რისთვის არის და რისთვის არის ის?

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-02 13:57

ზენერის დიოდი არის ნახევარგამტარული დიოდი უნიკალური თვისებებით. თუ ჩვეულებრივი ნახევარგამტარი არის იზოლატორი ხელახლა ჩართვისას, მაშინ ის ასრულებს ამ ფუნქციას გამოყენებული ძაბვის გარკვეულ მატებამდე, რის შემდეგაც ხდება ზვავის მსგავსი შექცევადი ავარია. საპირისპირო დენის შემდგომი ზრდით, რომელიც მიედინება ზენერის დიოდში, ძაბვა აგრძელებს მუდმივ შენარჩუნებას წინააღმდეგობის პროპორციული შემცირების გამო. ამ გზით შესაძლებელია სტაბილიზაციის რეჟიმის მიღწევა.

დახურულ მდგომარეობაში, მცირე გაჟონვის დენი ჯერ გადის ზენერის დიოდში. ელემენტი იქცევა რეზისტორივით, რომლის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა დიდია. ავარიის დროს ზენერის დიოდის წინააღმდეგობა უმნიშვნელო ხდება. თუ გავაგრძელებთ ძაბვის გაზრდას შესასვლელში, ელემენტი იწყებს გაცხელებას და როდესაც დენი გადააჭარბებს დასაშვებ მნიშვნელობას, შეუქცევადია.თერმული ავარია. თუ საქმე არ იქნა მიტანილი, როდესაც ძაბვა იცვლება ნულიდან სამუშაო ფართობის ზედა ზღვარზე, ზენერის დიოდის თვისებები შენარჩუნებულია.

როდესაც ზენერის დიოდი პირდაპირ ჩართულია, მახასიათებლები იგივეა, რაც დიოდი. როდესაც პლუსი დაკავშირებულია p-რეგიონთან, ხოლო მინუსი დაკავშირებულია n-რეგიონთან, გარდამავალი წინააღმდეგობა მცირეა და დენი თავისუფლად მიედინება მასში. ის იზრდება შეყვანის ძაბვის მატებასთან ერთად.

ზენერის დიოდი არის სპეციალური დიოდი, რომელიც დაკავშირებულია ძირითადად საპირისპირო მიმართულებით. ელემენტი ჯერ დახურულ მდგომარეობაშია. ელექტრული ავარიის შემთხვევაში, ძაბვის ზენერის დიოდი ინარჩუნებს მას მუდმივ დენის ფართო დიაპაზონში.

მინუსი გამოიყენება ანოდზე, ხოლო პლუსი კათოდზე. სტაბილიზაციის მიღმა (2 წერტილის ქვემოთ), ხდება გადახურება და იზრდება ელემენტის გაუმართაობის ალბათობა.

ფუნქციები

ზენერის პარამეტრები შემდეგია:

• U_st - სტაბილიზაციის ძაბვა ნომინალურ დენზე I_st;
• I_{st წთ - მინიმალური ელექტრული ავარიის დაწყების დენი;}
• I_{st მაქს - მაქსიმალური დასაშვები დენი;}
• TKN - ტემპერატურის კოეფიციენტი.

ჩვეულებრივი დიოდისგან განსხვავებით, ზენერის დიოდი არის ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელშიც ელექტრული და თერმული ავარიის რეგიონები საკმაოდ შორს არიან ერთმანეთისგან დენის ძაბვის მახასიათებლებზე.

დაკავშირებულია მაქსიმალურ დასაშვებ დენთან არის პარამეტრი, რომელიც ხშირად მითითებულიამაგიდები - ენერგიის გათიშვა:

P_max=I_{st მაქს}∙ U_st.

ზენერის დიოდის ტემპერატურაზე დამოკიდებულება შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი. ელემენტების სერიული შეერთებით სხვადასხვა ნიშნების კოეფიციენტებთან, იქმნება ზუსტი ზენერის დიოდები, რომლებიც არ არის დამოკიდებული გათბობაზე ან გაგრილებაზე.

ჩართვის სქემები

მარტივი სტაბილიზატორის ტიპიური წრე, შედგება ბალასტის წინააღმდეგობის R_{b და ზენერის დიოდისგან, რომელიც აცილებს დატვირთვას.}

ზოგიერთ შემთხვევაში აღინიშნება სტაბილიზაციის დარღვევა.

1. მიწოდება ელექტროენერგიის წყაროდან დიდი ძაბვის სტაბილიზატორისთვის გამოსავალზე ფილტრაციის კონდენსატორის თანდასწრებით. დენის ტალღამ მისი დატენვისას შეიძლება გამოიწვიოს ზენერის დიოდის გაუმართაობა ან რეზისტორის განადგურება R_b.
2. ჩატვირთვა გამორთვა. მაქსიმალური ძაბვის შეყვანისას, ზენერის დიოდის დენი შეიძლება გადააჭარბოს დასაშვებს, რაც გამოიწვევს მის გათბობას და განადგურებას. აქ მნიშვნელოვანია დაიცვან უსაფრთხო სამუშაო პასპორტის ტერიტორია.
3. რეზისტენტობა R_{b არჩეულია მცირე ისე, რომ მინიმალური შესაძლო მიწოდების ძაბვის და მაქსიმალური დასაშვები დენი დატვირთვის დროს, ზენერის დიოდი იყოს სამუშაო რეგულირების ზონაში.}

სტაბილიზატორის დასაცავად გამოიყენება თირისტორის დამცავი სქემები ან საკრავები.

რეზისტორი R_{b გამოითვლება ფორმულით:}

R_b=(U_pit - U_{სახელი})(Ist _{+ I}n_).

მიმდინარეზენერის დიოდი I_st არჩეულია დასაშვებ მაქსიმალურ და მინიმალურ მნიშვნელობებს შორის, რაც დამოკიდებულია შეყვანის ძაბვაზე U_pit და დატვირთვის დენზე I _n.

ზენერის შერჩევა

ელემენტებს აქვთ დიდი გავრცელება სტაბილიზაციის ძაბვაში. U_{n-ის ზუსტი მნიშვნელობის მისაღებად, იმავე პარტიიდან შეირჩევა ზენერის დიოდები. არსებობს ტიპები პარამეტრების უფრო ვიწრო დიაპაზონით. მაღალი სიმძლავრის გაფრქვევით, ელემენტები დამონტაჟებულია რადიატორებზე.}

ზენერის დიოდის პარამეტრების გამოსათვლელად საჭიროა საწყისი მონაცემები, მაგალითად:

• U_{pit=12-15 V - შეყვანის ძაბვა;}
• U_{st=9 V - სტაბილიზირებული ძაბვა;}
• R_{n=50-100 mA - დატვირთვა.}

პარამეტრები დამახასიათებელია დაბალი ენერგიის მოხმარების მქონე მოწყობილობებისთვის.

მინიმალური შეყვანის ძაბვისთვის 12 ვ, დატვირთვაზე დენი არჩეულია მაქსიმუმ - 100 mA. ომის კანონის მიხედვით, თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ წრედის მთლიანი დატვირთვა:

R_{∑=12 V / 0.1 A=120 Ohm.}

ზენერის დიოდზე ძაბვის ვარდნა არის 9 ვ. დენის 0,1 ა-სთვის ექვივალენტური დატვირთვა იქნება:

R_{eq=9 V / 0.1 A=90 Ohm.}

ახლა შეგიძლიათ განსაზღვროთ ბალასტის წინააღმდეგობა:

R_{b=120 Ohm - 90 Ohm=30 Ohm.}

ის არჩეულია სტანდარტული მწკრივიდან, სადაც მნიშვნელობა იგივეა რაც გამოთვლილი.

მაქსიმალური დენი ზენერის დიოდში განისაზღვრება დატვირთვის გათიშვის გათვალისწინებით, რათა ის არ ჩავარდეს რომელიმე მავთულის შეუდუღების შემთხვევაში. რეზისტორზე ძაბვის ვარდნა იქნება:

U_{R=15 - 9=6 ბ.}

შემდეგ განისაზღვრება რეზისტორების დენი:

I_{R=6/30=0, 2 A.}

რადგან ზენერის დიოდი დაკავშირებულია მასთან სერიაში, I_c=I_{R=0.2 A.}

ენერგიის გაფანტვა იქნება P=0.2∙9=1.8 W.

მიღებული პარამეტრების მიხედვით არჩეულია შესაფერისი ზენერის დიოდი D815V.

სიმეტრიული ზენერის დიოდი

სიმეტრიული დიოდური ტირისტორი არის გადართვის მოწყობილობა, რომელიც ატარებს ალტერნატიულ დენს. მისი მუშაობის მახასიათებელია ძაბვის ვარდნა რამდენიმე ვოლტამდე, როდესაც ჩართულია 30-50 ვ დიაპაზონში. ის შეიძლება შეიცვალოს ორი კონტრდაკავშირებული ჩვეულებრივი ზენერის დიოდით. მოწყობილობები გამოიყენება გადართვის ელემენტებად.

ზენერის დიოდის ანალოგი

როდესაც შეუძლებელია შესაფერისი ელემენტის პოვნა, ისინი იყენებენ ზენერის დიოდის ანალოგს ტრანზისტორებზე. მათი უპირატესობა არის ძაბვის რეგულირების შესაძლებლობა. ამისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალსაფეხურიანი DC გამაძლიერებლები.

შესასვლელში დამონტაჟებულია ძაბვის გამყოფი დამსხვრეული რეზისტორით R1. თუ შეყვანის ძაბვა იზრდება, ის ასევე იზრდება VT1 ტრანზისტორის საფუძველზე. ამავდროულად, VT2 ტრანზისტორის დენი იზრდება, რაც ანაზღაურებს ძაბვის ზრდას, რითაც ინარჩუნებს მის სტაბილურობას გამომავალზე.

ზენერის დიოდების მარკირება

იწარმოება შუშის ზენერის დიოდები და ზენერ დიოდები პლასტმასის კორპუსებში. პირველ შემთხვევაში მათზე გამოიყენება 2 რიცხვი, რომელთა შორისაა ასო V. წარწერა 9V1 ნიშნავს, რომU_{st=9, 1 V.}

პლასტმასის კორპუსზე წარწერების გაშიფვრა ხდება მონაცემთა ცხრილის გამოყენებით, სადაც ასევე შეგიძლიათ სხვა პარამეტრების გარკვევა.

საფარზე მუქი რგოლი მიუთითებს კათოდზე, რომელსაც პლიუსი უკავშირდება.

დასკვნა

ზენერის დიოდი არის სპეციალური თვისებების მქონე დიოდი. ზენერის დიოდების უპირატესობა არის ძაბვის სტაბილიზაციის მაღალი დონე საოპერაციო დენის ცვლილებების ფართო სპექტრით, ასევე მარტივი კავშირის სქემებით. მცირე ძაბვის სტაბილიზაციისთვის მოწყობილობები ირთვება წინა მიმართულებით და იწყებენ მუშაობას ჩვეულებრივი დიოდების მსგავსად.