دیود زنز ZENER
همانطور که می دانید دیودها برای محافظت از مدارها با محدود کردن ولتاژ و همچنین تبدیل AC به DC مورد استفاده قرار می گیرند که از هر یک از دو ماده نیمه هادی سیلیکون و ژرمانیوم ساخته می شوند. دیودها انواع مختلفی دارند و هر نوع کاربردهای خاص خود را دارد. در این مقاله قصد داریم در مورد دیود زنر صحبت کرده و به برخی از کاربردهای آن اشاره کنیم.
دیود زنر یک نوع دیود نیمه هادی است که برای انجام کارهایی مانند اندازه‌گیری ولتاژ، تقویت سیگنال، مدولاسیون و دمدولاسیون و سوئیچینگ در ادوات الکترونیکی استفاده می‌شود. دیود زنر به دلیل ویژگی منحصر به فرد خود، به عنوان یک تراشه کوچک و انعطاف پذیر با قابلیت تنظیم ولتاژ، بسیار مفید است. دیود زنر به دلیل دارا بودن یک منحنی خطی برای ولتاژ و جریان، در بسیاری از مدارهای الکترونیکی به عنوان یک منبع ولتاژ پایدار و قابل اعتماد به کار می‌رود.
برای ولتاژهای تا 5 ولت، شکست الکتریکی به دلیل تونل زدن الکترون از باند ظرفیت به باند هدایت در سراسر منطقه تخلیه پیوند بایاس معکوس، رخ می دهد. هنگامی که قدرت میدان به اندازه کافی زیاد شود، حامل های شارژ آزاد، به طور ناگهانی جریان معکوس را افزایش می دهند. این اثر برای اولین بار در سال 1934 توسط کلارنس ملوین زنر کشف شد، از این رو به آن، دیود زنر می گویند. دیود زنر (Zener) نوع خاصی از دیودهای یکسو کننده است که می تواند خرابی ناشی از ولتاژ شکست معکوس را بدون خرابی کامل، کنترل کند. اگر یک دیود و یک مقاومت را به صورت سری به منبع ولتاژ DC متصل کنیم تا دیود، بایاس رو به جلو باشد، افت ولتاژ در سراسر دیود در طیف وسیعی از ولتاژهای منبع تغذیه، نسبتاً ثابت خواهد ماند. ولتاژ افت شده در یک دیود بایاس رو به جلو برای تغییرات زیاد در جریان دیود، کمی تغییر می کند. جریان دیود توسط ولتاژ منبع تغذیه، مقاومت سری و افت ولتاژ دیود، محدود می شود و همانطور که می دانیم با 0.7 ولت تفاوت زیادی ندارد.
مشخصات دیود زنر
دیودهای زنر در مشخصاتی مانند ولتاژ کاری نامی، اتلاف توان، حداکثر جریان معکوس و همچنین بسته بندی، متفاوت هستند. برخی از مشخصات دیود زنر که بیشتر رایج هستند شامل موارد زیر است:
- ولتاژ (Vz)؛ ولتاژ زنر به معنای ولتاژ شکست معکوس است که ممکن است 2.4 ولت تا حدود 200 ولت باشد.
- جریان بیشینه (Iz -max)؛ حداکثر جریان در ولتاژ نامی زنر، 200 میکرو آمپر تا 200 آمپر خواهد بود.
- جریان کمینه (Iz-min.)؛ حداقل جریان مورد نیاز برای شکست دیود، 5 میلی آمپر و 10 میلی آمپر خواهد بود.
- رتبه بندی توان؛ حداکثر توانی که ممکن است توسط دیود زنر تلف شود، از حاصل ضرب ولتاژ دو سر دیود با جریان عبوری از آن به دست می آید. برخی از مقادیر معمولی 400 میلی وات، 500 میلی وات، 1 وات و 5 وات هستند.
- تحمل ولتاژ؛ که معمولاً 5٪± است.
- پایداری دمای دیودها؛ که در حدود 5 ولت است.
- مقاومت زنر (Rz)؛ دیودها مقداری مقاومت نیز از خودشان نشان می دهند که به آن مقاومت زنر می گویند.
انواع دیود زنر
اگر بخواهیم انواع دیود زنر را عنوان کنیم باید بدانید که دیود های زنر بر اساس پارامترهای مختلفی دسته بندی می شوند که عبارتند از:
- ولتاژ اسمی
- اتلاف قدرت
- جریان درایو رو به جلو
- ولتاژ جلو
- نوع بسته بندی
- حداکثر جریان معکوس
اما از طرفی می توان گفت به طور عمده دو نوع زنر وجود دارد، ZD یا ZDP که اروپایی هستند و نوع 1N که آمریکایی است. ZDP برای مثال ZPD12 به این معنی است که آنها دارای ولتاژ زنر 12 ولت هستند.
کاربرد دیود زنر
برخی از کاربرد دیود زنر به شرح زیر است:
- دیود زنر به عنوان تنظیم کننده ولتاژ؛ دیود زنر به عنوان یک تنظیم کننده ولتاژ برای تنظیم ولتاژ در بارهای کوچک استفاده می شود.
- دیود زنر در حفاظت از ولتاژ بیش از حد؛ هنگامی که ولتاژ ورودی بالاتر از ولتاژ شکست زنر است، ولتاژ در مقاومت کاهش می یابد و منجر به اتصال کوتاه می شود که با استفاده از دیود زنر از این امر جلوگیری می شود.
- دیود زنر در مدارهای قطع؛ دیود زنر برای اصلاح مدارهای قطع موج AC با محدود کردن بخش های یک نیم سیکل و یا هر دو نیم سیکل موج AC استفاده می شود.
قیمت دیود زنر
قیمت دیود زنر در انواع مختلف آن، متفاوت خواهد بود. برخی از آنها به علت نوع ساخت و کاربردی که دارند از قیمت بالاتری برخوردار هستند. برای اطلاع کافی از قیمت این نوع دیودها می توانید به برخی سایت های فروش لوازم الکترونیکی مراجعه کرده و از قیمت تک تک آنها با خبر شوید. همچنین در مورد کاربردهای هر یک از این دیودها نیز مطالبی در آنجا نوشته شده است که می تواند بسیار مفید باشد.
قیمت دیود زنر به عوامل متعددی مانند نوع و برند دیود زنر، توان، ولتاژ، جریان، دمای عملیاتی، و همچنین شرایط بازار بستگی دارد. برای مثال، دیود زنر‌های با توان بالا و ولتاژ بالا، معمولاً گران‌تر از دیود زنر‌های با توان کمتر و ولتاژ پایین تر هستند. همچنین، برندهای مختلف نیز ممکن است قیمت‌های متفاوتی داشته باشند. برای دقت در خرید دیود زنر، بهتر است قیمت‌های موجود در بازار را مقایسه کرده و با توجه به نیاز خود، بهترین گزینه را انتخاب کنید.
خرید دیود زنر
با توجه به کاربردهای زیادی که این نوع دیودها دارند، خرید دیود زنر در بین بسیاری از افرادی که در ساخت انواع مدارهای الکتریکی فعالیت دارند، رایج است. برای خرید آن می توانید به فروشگاه های لوازم الکترونیکی مراجعه کرده و با توجه به نوع دیود زنری که لازم دارید، نسبت به خرید آن اقدام کنید. همچنین در برخی از سایت های فروش لوازم الکترونیکی نیز می توانید بسیاری از این دیودها را مشاهده کرده و با توجه به نیاز خود دیود مورد نظر خود را خریداری کنید.
سفارش دیود زنر
برای سفارش دیود زنر کافی است یکی از سایت های فروش این محصولات در اینترنت را جست و جو کنید. در آنجا می توانید هر نوع دیود زنری که مورد نظر شما است و برای کار مد نظرتان مناسب هستند را انتخاب کنید و سفارش دهید. از آنجائیکه همه محصولات در سایت ها به همراه توضیحات مختلفی آورده شده اند، می توانید در انتخاب خود نتیجه بهتری بگیرید.
در این مقاله سعی نمودیم تا در مورد یکی از انواع پرکاربرد دیودها به نام دیود زنر مطالبی را بیان کنیم. همچنین به برخی از انواع این دیودها اشاره کردیم و در مورد کاربرد آنها نیز مطالبی را بیان نمودیم. اشاره کردیم که قیمت این دیودها بر اساس نوع و کارایی که دارند، متفاوت است. همچنین در مورد نحوه سفارش این دیود ها به نکاتی اشاره نمودیم.