איך דיודת זנר עובדת?

מעגלים במכשיר אלקטרוני מחייבים לווסת את המתחים. דיודות הן הרכיבים האלקטרוניים העומדים בדרישה זו. דיודת זנר משמשת לוויסות המתח במעגל על ידי היפוך זרם מתח הפירוק במעגל. דיודה מראה ירידה במתח בגלל צומת המתח המובנה שלה והתנגדותה הפנימית. חומר המוליך למחצה וריכוזי הסמים שלו קובעים כמה ירידת מתח מתרחשת על פני דיודה. דיודת זנר מחוברת בדרך כלל למסוף החיובי של מגבר תפעולי ולמסוף האחר לאספקת החשמל.

לשם המחשה, דיודת זנר עם מתח התמוטטות של זנר של 2,5 וולט תרשום ירידת מתח של 2,5 וולט אם מפעילים מתח הטיה הפוכה על פניו והיא יותר ממתח הזנר שלה. בקרת מתח הפירוק נעשית במדויק בתהליך הסמים. כמו נגדים, גם לדיודות יש רמות סובלנות בהן הסבילות הנפוצה ביותר היא 5% ו -10%.

סוללה דוחה חורים

כאשר משתמשים בהטייה קדימה, האנודה של דיודת הזנר מחוברת למסוף החיובי של מקור מתח, כמו סוללה, והמסוף השלילי מחובר לקתודה שלו. בתנאי זה, המסוף החיובי של הסוללה דוחה חורים בתוך החומר מסוג p לכיוון צומת ה- pn. שבירת קשר הזוגות האלקטרוני בתוך סוג p ו- n מייצרת זרם אלקטרונים במעגל אליו מחוברת הדיודה. כאשר הדיודה מחוברת כמוטה קדימה הזרם יזרם במעגל החיצוני בכיוון השלילי-חיובי.

דיודת זנר יכולה לשמש גם כהטיה הפוכה. כדי להשתמש בדיודה באופן זה, יש לחבר את האנודה שלה למסוף השלילי של הסוללה ולקתודה שלה לחבר למסוף החיובי. במצב זה, חורים בתוך החומר מסוג p נמשכים לעבר המסוף השלילי של הסוללה ומרחק מצומת ה- pn. יחד עם זאת, אלקטרונים חופשיים בתוך החומר מסוג n נמשכים לעבר המסוף החיובי של הסוללה ומרוחק מהצומת. במצב זה, לא יזרום זרם במעגל החיצוני.

כאשר משתמשים בדיודה במעגל מיישר חצי גל, היא מחוברת במקור מתח מתחלף. דיודת הזנר במצב זה מוטה קדימה ואז מוטה לאחור במהלך כל מחזור. הזרם עובר בעומס המעגל רק במהלך מחצית מכל מחזור של מתח הכניסה ולכן המעגל נקרא מעגל מיישר חצי גל.

מקור מתח

כאשר משתמשים בדיודה במעגל מיישר גל מלא, יש לחבר שתי דיודות במקור המתח. מעגלי מיישר גל מלא הם אלה שמתקנים את כל המחזור של מתח מיושם.

דיודת הזנר מאפשרת את הזרם בכיוון קדימה אך הופכת את כיוונה אם המתח גדול יותר ממתח הזנר או מתח הפירוק. דיודת הזנר תוכננה במיוחד להפחתת מתח הזנר באופן משמעותי. עם צומת ה- pn המסומם שלו המאפשר להעביר אלקטרונים לרצועת ההולכה של החומר מסוג n מפס הערכיות של החומר מסוג p, דיודת הזנר, הנמצאת כעת במצב מוטה הפוכה, תציג פירוט מבוקר. במצב זה, דיודת הזנר מאפשרת לזרם לשמור על המתח על פני דיודת הזנר למתח פירוק.