Für Mitarbeiter, die sich mit Hardwaredesign befassen, sollte die Zenerröhre eines der am häufigsten verwendeten Geräte in unseren Projekten sein.
Zenerdioden, auch bekannt als Zenerdioden.
Es spielt die Rolle der Spannungsstabilisierung in der Schaltung . Nachdem die Diode umgekehrt durchbrochen ist, ändert sich die Sperrspannung nicht mit dem Sperrstrom innerhalb eines bestimmten Bereichs des Sperrstroms, um die Spannung zu stabilisieren .
Der größte Unterschied zu gewöhnlichen Dioden besteht darin, dass sie hauptsächlich im umgekehrten Durchbruchszustand arbeiten .
Was ist jedoch ein Rückwärtsdurchbruch und worauf bezieht sich die Rückwärtsdurchbruchspannung? Beim Verständnis von Dioden ist es notwendig, diese Begriffe zu verstehen.
Der Begriff Sperrdurchbruch wird eigentlich nicht nur in der Diodenlehre verwendet, sondern wir werden diesem Begriff in Zukunft auch in den Studiengängen von Trioden begegnen.
Dioden sind vorwärts leitend und rückwärts sperrend. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, können Elektronen die Diode passieren. Wenn jedoch eine Sperrspannung darüber angelegt wird, können Elektronen die Diode nicht passieren, und die Diode im Stromkreis entspricht einem offenen Stromkreis. Der resultierende "offene Stromkreis" hängt jedoch von der an der Diode angelegten Sperrspannung ab. Solange die Sperrspannung bis zu einem bestimmten Wert groß genug ist, wird die Diode durchschlagen, und die Sperrspannung des Durchbruchs zu diesem Zeitpunkt ist die Sperrdurchbruchspannung.
Zener-Dioden nutzen jedoch hauptsächlich die Eigenschaft, dass sich der Strom im umgekehrten Durchbruchszustand stark ändert, die Spannung jedoch im Wesentlichen unverändert bleibt, und schließlich eine Rolle bei der Stabilisierung der Spannung in der Schaltung spielt Diode ist reversibel. Das heißt, nach dem Verlust der Sperrspannung nimmt die Spannungsreglerröhre ihre normale Arbeit wieder auf. Solange der Rückstrom den maximal zulässigen Bereich nicht überschreitet, wenn er einer Rückspannung ausgesetzt wird, wird die Zenerröhre nicht durch thermischen Durchbruch beschädigt.
Vor und nach dem Rückwärtsdurchbruch der Zenerdiode wird gemäß R = U/I der Widerstand schnell von einem großen Wert auf einen kleinen Wert abnehmen. Daher ist der Spannungsstabilisierungswert der Zenerdiode ihr Durchbruchspannungswert, der hauptsächlich mit der Dotierungskonzentration des PN-Übergangs zusammenhängt.
Entsprechend der Durchbruchspannung der Diode beträgt die Spitzenspannung URWM der an die Diode angelegten Sperrspannung im Allgemeinen die Hälfte oder zwei Drittel der Sperrdurchbruchspannung. Beispielsweise beträgt die Arbeitsspitzenspannung in Rückwärtsrichtung der 2CZ52A-Siliziumdiode 25 V und die Durchbruchspannung in Rückwärtsrichtung etwa 50 V. Bei ihrer Verwendung sollte verhindert werden, dass die an die Diode angelegte Sperrspannung zu hoch wird.
Die folgende Abbildung stellt die Volt-Ampere-Kennlinie der Zenerdiode dar.
Die wichtigsten Parameter der Zenerdiode
Stabile Spannung
Der Spannungswert, bei dem die Uz-Zenerröhre nach dem Rückwärtsdurchbruch stabil arbeitet, wird als stabile Spannung bezeichnet.
Stabiler Strom Der
Rückwärtsstrom, wenn die Iz-Zenerröhre nach dem Rückwärtsdurchbruch stabil arbeitet, wird als stabiler Strom bezeichnet. Der von der Zenerröhre maximal zulässige Rückstrom wird als maximaler stabiler Strom bezeichnet.Bei Verwendung einer Zenerröhre kann der Betriebsstrom ihn nicht überschreiten und ist im Allgemeinen so ausgelegt, dass er größer als das Doppelte der Ausgangsspannung ist;
Wenn der dynamische Widerstandsregler Rz
auf der umgekehrten Durchbruchskurve arbeitet, wird das Verhältnis der Spannungsänderung △u zur Stromänderung △i als dynamischer Widerstand bezeichnet.Je kleiner der dynamische Widerstand, desto besser die Spannungsstabilisierungsleistung;
Die Nennleistungsaufnahme Pz
wird durch die zulässige Erwärmung des Chips bestimmt und ihr Nennwert ist das Produkt aus der stabilen Spannung Uz und dem zulässigen Maximalstrom Izm.
Temperaturkoeffizient α
Die Temperaturänderung der Zenerröhre bewirkt eine kleine Änderung der stabilen Spannung. Daher ist die relative Änderung der Spannung über der Röhre, die durch eine Temperaturänderung von 1 °C verursacht wird, der Temperaturkoeffizient. Je kleiner der Temperaturkoeffizient ist , desto besser, was darauf hindeutet, dass das Zenerrohr von der Temperatur beeinflusst wird.Der Effekt ist minimal.
Da es sich um einen Spannungsregler handelt und der Arbeitszustand im umgekehrten Durchbruchzustand ist, ist bei Verwendung der Zener-Diode ihr negativer Pol mit einem hohen Potential verbunden und ihr positiver Pol mit einem niedrigen Potential verbunden.
Das Bild zeigt ein einfaches Schaltbild eines Spannungsreglers
Wenn die Netzspannung schwankt,
ändert sich die Last.
In der Spannungsstabilisierungsschaltung wird es oft zusammen mit dem Strombegrenzungswiderstand R verwendet.
Arbeitsbedingungen der Zenerdiode: 1. Im Zustand des Rückwärtsdurchbruchs 2. Im Zustand des Rückwärtsdurchbruchs Iz<Iz max.
In Bezug auf die Spannungsreglerröhre in der Schaltung sehen wir oft die Verwendung verschiedener Kombinationen.Das Folgende ist ein einfaches schematisches Diagramm.Wir müssen nicht nur seine Funktion verstehen, sondern auch seinen endgültigen Spannungswert.
In Abbildung 1 sind sowohl die 6-V- als auch die 8-V-Spannungsreglerröhren aufgeschlüsselt und was ist der Wert von VCC für die Spannungsregelung der beiden.
Abbildung 2. Die Vorwärtsleitung der 6-V-Reglerröhre, die Rückwärts-Durchbruchspannungsregelung der 8-V-Reglerröhre, die VCC ist ein 8-V-Regler plus der Spannungsabfall der Vorwärtsleitung der 6-V-Reglerröhre beträgt 8,7 V.
Abbildung 3. Die 8-V-Zenerröhre leitet vorwärts, und die 6-V-Zenerröhre kehrt die Durchbruchspannungsregelung um VCC ist ein 6-V-Regler, und der Spannungsabfall der 8-V-Zenerröhre in Vorwärtsrichtung beträgt 6,7 V.
Wie in Abbildung 4 gezeigt, sind sowohl der 6-V- als auch der 8-V-Spannungsregler vorwärtsleitend, und die Summe des Vorwärtsleitungs-Spannungsabfalls von VCC beträgt 1,4 V.
Wie in Abbildung 1 gezeigt, bricht die 6-V-Reglerröhre mit einem niedrigen Reglerwert zuerst zusammen, der 8-V-Regler befindet sich in einem offenen Schaltkreiszustand und VCC beträgt 6 V.
Abbildung 2 3 4 Mindestens eine Zenerröhre ist vorwärts leitend, also beträgt VCC 0,7 V.
Schließlich müssen wir auch den Unterschied zwischen positiven und negativen Polen von Dioden verstehen, insbesondere von SMD-Dioden, die hauptsächlich in die folgenden Methoden unterteilt sind:
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Verwenden Sie eine Lupe oder ein Mikroskop, um das Farbband
zu unterscheiden und zu identifizieren.Die offensichtliche Markierung mit dem Farbband ist die Kathode der Diode.Gleichzeitig ist die Kathode auf dem PCB-Pad oft mit einer vertikalen Linie markiert. -
Multimetermessung
Drehen Sie das Multimeter zum Diodenzahnrad
und berühren Sie die roten und schwarzen Messleitungen an beiden Enden der Diode. Wenn das Multimeter einen Wert von etwa 0,3-0,6 anzeigt, ist das Ende, das die schwarze Messleitung berührt, der Minuspol der Diode Diode, und das Ende, das die rote Messleitung berührt, ist der positive Pol der Diode. .