Ад тэорыі да практыкі: выкарыстанне Zener Diodes для надзейнай абароны перанапружання
2024-05-15 9311

Zener Diodes, распрацаваны ў пачатку 20 -га стагоддзя амерыканскім фізікам Кларэнсам Мелвінам Зенерам пасля яго доктара навук з Гарвардскага універсітэта ў 1930 годзе, адзначыў значны прагрэс у электронных кампанентах.У гэтым артыкуле падрабязна апісаны канкрэтныя характарыстыкі гэтых дыёдаў, якія моцна легаваны для стварэння вельмі тонкіх абласцей знясілення, дзе прысутнічаюць моцныя электрычныя палі.Калі гэта поле дасягае напружання разбору дыёда, якое можа быць менш 5V для разбору Zener або вышэй 5V для разбору лавіны, ён дастаткова моцны, каб выкінуць электроны ад атамных сувязяў, ствараючы электрычны ток.Гэта адкрыццё дало новы спосаб кіравання электроннымі схемамі, пачынаючы з напружання прабояў з -пад 1В да больш чым 250 У, з допускамі ад 1% да 20%, што спрыяе дакладнасці ў электронных канструкцыях.

Каталог

Малюнак 1: Дыёд Zener у рэальнай друкаванай плаце

Што такое Zener Diode?

Дыёды Zener карыстаюцца характарыстыкамі разбурэння PN-злучэння пры зваротным зрушэнні, і могуць гуляць большую ролю ў падтрыманні стабільнасці іх тэрмінальных напружанняў, калі ток значна вагаецца.Напружанне дыёда ў іх застаецца пастаянным і не ўплывае на іёны V ariat пры ўваходным напружанні.Гэтая стабільнасць карысная ў канструкцыях электронных схем для процідзеяння зменам напружання ланцуга, што можа паўстаць у выніку ваганняў харчавання або падобных парушэнняў.Разгортваючы Zener Diodes у стратэгічных кропках, дызайнеры могуць надзейна стабілізаваць напружанне пры нагрузках, забяспечваючы паслядоўныя характарыстыкі электронных кампанентаў.Гэтая простая, але складаная функцыя Zener Diodes робіць іх неад'емнай часткай сучаснай схемы, палягчаючы дакладнае кантроль над напружаннем і павышаючы агульную надзейнасць электрычных сістэм.

Акрамя таго, электрычны сімвал дыёда Zener адрозніваецца ад звычайнага дыёдавага сімвала.На схемах дыяграмы звычайныя дыёды, такія як сігнальныя дыёды або дыёды харчавання, намаляваны са стандартнымі сімваламі, якія адрозніваюцца ад тых, якія выкарыстоўваюцца для Zener Diodes.

Малюнак 2: звычайны дыёд

Малюнак 3: Дыёд Zener

Што тычыцца Zener Diodes, распрацаваных спецыяльна для пераходнага падаўлення напружання (тэлевізараў), яны часта аб'ядноўваюцца ў адзінае прылада.Гэта камбінаванае прылада прадстаўлена ў схемах з выразным сімвалам, які візуальна адрознівае яго ад аднаразовых дыёдаў і іншых тыпаў дыёдаў.Гэты спецыялізаваны сімвал дапамагае тэхнікам і інжынерам хутка вызначыць функцыю і характарыстыкі прылады ў ланцугу, забяспечваючы дакладную і эфектыўную канструкцыю і ліквідацыю непаладак.

Малюнак 4: Спалучэнне двух тэлевізараў Zener Diodes

Агульныя значэнні дыёда Zener і нумары дэталяў

Выбіраючы дыёд Zener, вельмі важна выбраць адзін з рэйтынгам напружання, які адпавядае патрэбам вашай схемы для забеспячэння эфектыўнага рэгулявання напружання і абароны.Вось разбор часта выкарыстоўваюцца Zener Diodes, іх тыповыя прыкладанні і нумары дэталяў.

3.3V 1N5226

Ідэальна падыходзіць для стабілізацыі напружання ў лагічных ланцугах 3.3V, якія звычайна сустракаюцца ў мікракантролерах і лічбавых сігнальных працэсарах (DSP).Гэтыя дыёды забяспечваюць паслядоўныя характарыстыкі, падтрымліваючы правільнае працоўнае напружанне.

5.1V 1N5231

Гэты дыёд, які часта выкарыстоўваецца ў 5V лічбавых і лагічных ланцугах, ідэальна падыходзіць для тыповых схем TTL (транзістар-трансистарная логіка) і CMOS (дадатковыя металічныя аксід-паўправадніковы).Ён забяспечвае надзейную рэгуляванне напружання, ахоўваючы адчувальныя электронныя кампаненты ад ваганняў напружання.

Малюнак 5: 1N5231 Вымярэнне дыёда Zener

6.8V 1N5235

Гэты дыёд адаптаваны да аналагавых схем, якія працуюць крыху вышэй 5V, прапаноўваючы дадатковую абарону спецыялізаваных датчыкаў і старых лагічных ICS (убудаваныя схемы), якія патрабуюць буфера напружання для бяспечнай і эфектыўнай працы.

9.1V 1N5239

Аптымальны для прылад, якія працуюць на батарэях, такія як партатыўныя ўзмацняльнікі або бесправадныя модулі.Гэта гарантуе, што гэтыя прылады атрымліваюць стабільны блок харчавання, павышаючы іх прадукцыйнасць і надзейнасць.

11.0V 1N5241

Падыходзіць для схем, якія патрабуюць напружання крыху вышэй за стандартныя ўзроўні логікі, уключаючы пэўныя аналагавыя схемы.Ён таксама забяспечвае абарону ад перанапружання для 12 У, што робіць яго універсальным для шэрагу прыкладанняў.

13.0V 1N5243

Звычайна выкарыстоўваецца ў сістэмах харчавання 12V, асабліва ў аўтамабільнай электронікі або прамысловых сістэмах кіравання.Ён прапануе надзейную абарону ад перанапружання, ахоўваючы ад патэнцыяльных шып напружання, якія могуць пашкодзіць сістэму.

15.0V 1N5245

Гэты дыёд выкарыстоўваецца там, дзе неабходна стабільнасць напружання 15В, напрыклад, у блоках харчавання для аператыўных узмацняльнікаў альбо ў якасці асноўнай абароны ў электронных сістэмах з больш высокім узроўнем аператыўнага напружання.

Прынцып працы Zener Diode

Дыёд Zener працуе на прынцыпах, якія адрозніваюцца ад тыповых паўправадніковых дыёдаў з -за яго унікальнай фізічнай структуры, якая прадстаўляе цяжкую допінг.Гэта допінг прыводзіць да значна танчэйшай вобласці знясілення, што робіць электрычнае поле больш інтэнсіўным у параўнанні з звычайнымі дыёдамі.

Калі дыёд зенер зваротны, моцнае электрычнае поле ў сваёй вузкай зоне знясілення можа непасрэдна ўзбуджаць валентныя электроны да паласы праводнасці пры пэўным напружанні, вядомым як напружанне зенера.Гэтае непасрэднае ўзбуджэнне прыводзіць да разбурэння Зенера, з'явы, якая адрозніваецца ад разбурэння лавіны, як правіла, назіраецца ў менш легаваных дыёдах.У разборы Avalanche вобласць знясілення пашыраецца пад зваротным зрушэннем, пакуль зваротнае напружанне не стане дастаткова высокім, каб зарадзіць носьбітаў меншасці.Гэтыя носьбіты набіраюць дастатковую энергію, каб сутыкнуцца з іёнамі кратаў, вызваляючы больш электронаў і ўсталёўваючы ланцуговую рэакцыю, якая рэзка павялічвае ток.

Малюнак 6: Зенер дыёдавы ток

Малюнак 7: Прынцып схемы абароны ад перанапружання Zener Diode

Знішчэнне Zener, аднак, у першую чаргу звязана з квантавым тунэлем, выкліканым інтэнсіўным электрычным полем, якое адбылося яшчэ да выканання ўмоў для разбурэння лавіны.Гэтая крытычная розніца дазваляе дыёду Zener падтрымліваць стабільнае напружанне на сваіх клемах пры наяўнасці розных узроўняў току, ключавой характарыстыкі, якая выкарыстоўваецца ў дызайне ланцуга для стабілізацыі напружання.

Малюнак 8: Дыяграма Zener Diode Zener і Avalanche

Малюнак 9: Схематычная схема разбору лавіны зенернага дыёда

Для практычных прыкладанняў Zener Diodes прызначаны для выкарыстання альбо разбору зенера, альбо з лавінам, у залежнасці ад напружання зенера.Дыёды з меншымі напружаннямі зенера, як правіла, пад 6 У, у першую чаргу праходзяць разрыў зенера, што робіць іх прыдатнымі для прыкладанняў, якія патрабуюць стабільнасці напружання пры меншых напружаннях.І наадварот, дыёды з больш высокімі напружаннямі Zener, больш за 6 У, з большай верагоднасцю адчуваюць разбурэнне лавіны, што больш падыходзіць для апрацоўкі дыяпазонаў больш высокага напружання.Гэтая гнуткасць дазваляе выкарыстоўваць Zener Diodes у шырокім спектры электронных прыкладанняў, забяспечваючы надзейнае кіраванне напружаннем і павышаючы агульную адаптацыю электронных схем.

Розніца паміж дыёдам Zener і дыёдам сігналу

Zener Diodes і сігнальныя дыёды-гэта паўправадніковыя прылады, якія выкарыстоўваюцца ў электронных схемах, але яны значна адрозніваюцца па функцыянаванні і структуры, асабліва пры зваротным зрушэнні.

Малюнак 10: Zener Diode Vs.Дыёд сігналу

Zener Diodes—— Стабільнасць напружання і абарона

Гэтыя прылады спецыяльна распрацаваны для апрацоўкі зваротных умоў зрушэння за кошт моцнага допінгу паўправадніковага матэрыялу.Гэты высокі ўзровень допінгу зніжае шырыню злучэння ПН, узмацняючы электрычнае поле ў вобласці знясілення.У выніку, калі зваротнае напружанне дасягае напружання разбору Zener (VZ), дыёд Zener дазваляе току паступаць у зваротным кірунку без пашкоджанняў.Гэтая функцыя мае вырашальнае значэнне для такіх прыкладанняў, як рэгуляванне напружання і абарона перанапружання, дзе неабходна падтрыманне стабільнага напружання або абароны адчувальных кампанентаў.Напрыклад, у сцэнарыі рэгулявання напружання, калі напружанне ланцуга перавышае напружанне зенера, дыёд Zener актывуецца, праводзячы ток і стабілізуючы напружанне, каб прадухіліць ваганні, якія могуць пашкодзіць электронныя кампаненты.

Сігнальныя дыёды - - эфектыўная апрацоўка сігналаў і выпраўленне

У адрозненне ад гэтага, сігнальныя дыёды прызначаны для эфектыўнай праводнасці наперад з мінімальнай уцечкай зваротнага току.Звычайна яны дазваляюць цячы вельмі мала току пры зваротным прадузятасці - часта проста нанаамперамі для мікраампера - што для большасці прыкладанняў нязначна.Аднак гэтыя дыёды могуць быць пашкоджаны, калі зваротнае напружанне перавышае іх напружанне, што прыводзіць да патэнцыяльных адкрытых або кароткіх замыканняў.Іх асноўнае прыкладанне ўключае ў сябе фарміраванне сігналу, пераключэнне і выпраўленне нізкай магутнасці, дзе неабходна праводзіць наперад, і зваротны ток трэба звесці да мінімуму, каб прадухіліць перашкоды.

У той час як як Zener, так і сігнальныя дыёды дазваляюць паток току ад анода да катода, калі яны прадузята наперад, іх зваротнае прадузятае паводзіны задавальняе розныя патрэбы.Дыёды Zener незаменныя ў ланцугах, дзе трэба кантраляваць напружанне, альбо там, дзе кампаненты маюць патрэбу ў абароне ад шыпавання напружання.Іх здольнасць да правядзення зваротнага абыходжання без пашкоджанняў з'яўляецца унікальнай і важнай для такіх ахоўных роляў.І наадварот, сігнальныя дыёды Excel, якія патрабуюць эфектыўнай праводнасці току наперад з надзейнай ізаляцыяй падчас зваротнага зрушэння.

Выбар паміж дыёдам Zener і сігнальным дыёдам залежыць ад канкрэтных патрабаванняў прыкладання - стабілізацыя напружання і абарона для першага, эфектыўнага апрацоўкі сігналаў і выпраўлення для другога.Кожны тып дыёда прапануе індывідуальныя перавагі, якія робяць іх прыдатнымі да розных роляў у распрацоўцы і рэалізацыі схемы.

Перавагі і недахопы схемы абароны ад перанапружання Zener (OVP)

Перавагі

Па -першае, ланцуг абароны ад перанапружання Zener значна проста, які складаецца ў першую чаргу з Zener Diode, у пары з рэзістарам серыі.Гэты мінімалістычны дызайн палягчае лёгкае інтэграцыю ў розныя электронныя ўстаноўкі, што робіць яго даступным нават для тых, хто мае асноўныя тэхнічныя навыкі.Таксама лёгка падтрымліваць з -за нешматлікіх кампанентаў.

Далей выкарыстанне Zener Diodes для абароны перанапружання эканамічна выгадна.І самі дыёды, і звязаныя з імі кампаненты недарагія і шырока даступныя.Гэта робіць схемы Zener Diode прывабным варыянтам для эфектыўнага рэгулявання напружання без істотных фінансавых укладанняў.

Больш за тое, Zener Diodes распрацаваны, каб прапанаваць стабільны выхад пры зададзеным напружанні прабоя.Гэтая ўстойлівасць мае вырашальнае значэнне для абмежавання напружання да бяспечнага ўзроўню, забяспечваючы надзейную абарону ад шыпавых напружанняў, якія ў адваротным выпадку могуць пашкодзіць адчувальныя кампаненты схемы.

Недахопы

Адным з важных недахопаў з'яўляецца тэндэнцыя схемы спажываць значную магутнасць падчас працы.Па меры таго, як дыёд Zener актывуецца, каб заціснуць напружанне, ён таксама дазваляе прайсці ток, які стварае цяпло з -за супраціву.Гэта цяпло, па сутнасці, марнавала энергію, ствараючы выклік у адчувальных да энергіі прымянення.

Затым цяпло, якое ўтвараецца ў Zener Diode пры правядзенні, можа прывесці да павышэння тэмпературы ў ланцугу.Рэалізацыя дадатковых мер па астуджэнні, такіх як радыятар ці вентылятары, можа спатрэбіцца для эфектыўнага рассейвання цяпла і падтрымання бяспечнай тэмпературы кампанентаў.

Аднак у той час як Zener Diodes Excel пры рэгуляванні напружання, яны па сваёй сутнасці не забяспечваюць моцную абарону ад перанапружання.Каб абараніць ад празмерных токаў, якія могуць адбыцца ў умовах няспраўнасці, часта важна спарваць дыёды Zener з іншымі ахоўнымі кампанентамі, такімі як засцерагальнікі або выключальнікі, што можа ўскладніць дызайн схемы і дадаць кошту.

Функцыя Zener Diode

Асноўная функцыя ланцуга абароны ад перанапружання заключаецца ў бесперапынным кантролі напружання ланцуга і хутка рэагаваць, калі яна перавышае парог бяспекі, што прадухіляе патэнцыйнае пашкоджанне электронных кампанентаў.Дыёды Zener таксама гуляюць гэтую ролю, паколькі яны могуць падтрымліваць стабільную праводнасць пры пэўным напружанні зваротнага прабору, дэманструючы высокі супраціў у звычайных умовах працы, гарантуючы, што яны не перашкаджаюць правільнаму функцыянаванню ланцуга.

Па -першае, вызначце нармальнае працоўнае напружанне і максімальны парог напружання, які можа пашкодзіць кампаненты ланцуга.Выберыце дыёд зенера з напружаннем зенера крыху вышэй за звычайнае працоўнае напружанне, але ніжэй за парог максімальнага напружання.Гэтая ўстаноўка гарантуе, што дыёд актывуецца для правядзення электраэнергіі толькі тады, калі напружанне перавышае нармальны дыяпазон, тым самым абараняючы ад перанапружання.

Па -другое, інтэграваць выбраны дыёд Zener у ланцуг паралельна з кампанентам, які ён прызначаны для абароны.Патрабуецца дакладнае размяшчэнне, бо дазваляе дыёду адкідваць лішняе напружанне ад адчувальнага кампанента.Дадайце ў серыю рэзістар, які абмяжоўвае ток з Zener Diode.Мэтай гэтага рэзістара з'яўляецца кантроль патоку току праз дыёд, калі ён актыўны, прадухіляючы пашкоджанні з -за празмернага току і забеспячэння ланцуга застаецца стабільным і бяспечным пры ўмовах перанапружання.

Эксплуатацыйны прыклад

Разгледзім схему, прызначаную для паляпшэння вымярэння шчыльнасці шуму.Тут дыёд Zener змяшчаецца пасля нізкаму блока харчавання, пры гэтым напружанне прабору крыху над тыповым напружаннем падачы для апрацоўкі любых ваганняў.Дыёд Zener дзейнічае, каб паглынаць шыпы напружання і стабілізаваць выходнае напружанне да наступных схем.Уважліва разлічаны рэзістар, які абмяжоўвае ток, выкарыстоўваецца для абароны дыёда Zener пры розных умовах нагрузкі і забеспячэння паслядоўнага выхаду напружання.

Для апрацоўкі шуму сігналаў уключыце кандэнсатар блакавання пастаяннага току для фільтрацыі кампанентаў пастаяннага току і дайце толькі сігнал шуму пераменнага току, забяспечваючы яго без умяшанняў пастаяннага току.Затым сігнал шуму ўзмацняецца пры дапамозе ўзмацняльніка з нізкім узроўнем шуму і, магчыма, праз шматступенную ампліфікацыю для ўмацавання сігналу, не змяняючы яго цэласнасць.Затым гэты сігнал перадаецца праз дыяпазон фільтра, усталяванага паміж 1 кГц і 3 кГц, каб вылучыць і вымяраць шум толькі ў межах мэтавага дыяпазону частот, забяспечваючы дакладнасць у выяўленні і вымярэнні.

Нарэшце, сігнал вымяраецца пры дапамозе сапраўднага вальтметра RMS, які забяспечвае высокую дакладнасць і стабільнасць.Уважліва выбіраючы напружанне Zener і наладжваючы рэзістар, які абмяжоўвае ток, ланцуг абароны ад перанапружання Zener Diode забяспечвае надзейнае рашэнне для абароны электроннага абсталявання ад нечаканых падзей высокага напружання, забяспечваючы такім чынам трываласць і стабільную працу электронных прылад.

Малюнак 11: Дыёд Zener, які выкарыстоўваецца ў схеме вымярэння шчыльнасці шуму

Як абараніць ланцугі ад перанапружання?

Абарона адчувальных электронных кампанентаў, як мікракантролеры, ад празмерных напружанняў мае вырашальнае значэнне ў дызайне схемы.Звычайна штыфты мікракантролера ўводу/выводу маюць максімальную талерантнасць да напружання - часта 5В.Перавышэнне гэтай мяжы рызыкуе пашкодзіць мікракантролер.Практычны метад абароны гэтых кампанентаў прадугледжвае пабудову ланцуга абароны ад перанапружання (OVP) з выкарыстаннем Zener Diodes.

Для ланцуга, дзе нармальнае працоўнае напружанне знаходзіцца каля 5V, ідэальны дыёд Zener з крыху больш высокім напружаннем, напрыклад, 5.1V, ідэальна.Гэта гарантуе, што пры нармальных умовах (напружання ніжэй 5,1 У), дыёд зенера застаецца неправодным і не перашкаджае працы схемы.Калі ўваходнае напружанне перавышае 5,1 У, дыёд Zener актывуецца, праводзячы ток і заціскаючы напружанне прыблізна да 5,1V, каб прадухіліць пашкоджанне кампанентаў ланцуга ўніз па цячэнні.

Для праверкі дызайну імітуйце схему OVP з дапамогай праграмнага забеспячэння Spice, напрыклад, Cadence PSPICE.Усталюйце мадэляванне з крыніцай напружання (V1), рэзістарам, які абмяжоўвае ток (R1) і абраным дыёдам Zener (D2).У гэтым сцэнары выкажыце 6,8 У Zener Diode (напрыклад, 1N4099) для тэставання.Калі напружанне V1 перавышае 6,8 У, мадэляванне павінна паказаць, што выхадное напружанне эфектыўна абмяжоўваецца прыблізна 6,8 В і менш, што пацвярджае ахоўную здольнасць дыёда.

Пры ўваходным напружанні 6В выхад павінен заставацца стабільным і блізкім да ўваходу, што сведчыць аб нармальнай працы.Пры 6.8 У выхад павінен выраўнаваць крыху ніжэй напружання зенера, паказваючы ўзаемадзеянне дыёда і стабілізацыю напружання.Павелічэнне ўваходу ў 7.5V (умова перанапружання), выхад павінен заставацца значна ніжэй за ўваход, каля 6,883V, дэманструючы эфектыўную абарону ад перанапружання.У залежнасці ад канкрэтных патрэбаў схемы, можна выбраць дыёды з рознымі напружаннямі прабояў, такіх як 3,3В, 5,1 У, 9,1 У або 10.2В.Гэтая гнуткасць дазваляе дызайнерам адаптаваць абарону ад перанапружання да дакладных патрабаванняў прыкладання, забяспечваючы аптымальную абарону.

Уважліва выбіраючы адпаведны дыёд Zener і дакладна імітуючы яго паводзіны пры розных умовах напружання, дызайнеры могуць забяспечыць надзейную абарону перанапружання.Такі падыход не толькі прадухіляе пашкоджанне далікатных кампанентаў ланцуга, але і павышае агульную надзейнасць і прадукцыйнасць электронных прылад.

Малюнак 12: Схема схемы Zener Diode

Як выбраць адпаведны дыёд абароны ад перанапружання?

Выбар эфектыўнага дыёда Zener для абароны перанапружання патрабуе некалькіх крытычных крокаў, каб забяспечыць схему бяспечна і эфектыўна працаваць пры любых умовах.

Вызначце адпаведнае напружанне Зенера

Вызначце максімальнае напружанне, з якім павінна справіцца схема.Напрыклад, калі канструкцыя вызначае, што напружанне не павінна перавышаць 6,8 У, ідэальны дыёд Zener з напружаннем прабояў 6,8 У.

Калі дакладнае супадзенне для неабходнага напружання Zener недаступна, выбірайце бліжэйшае больш высокае значэнне.Напрыклад, для абароны ад перанапружанняў да 7 У, дыёд 6,8 В Zener будзе прыдатным набліжэннем, эфектыўна заціскаючы напружанне крыху ніжэй за максімальны парог.

Вылічыце ток нагрузкі і зрушэння

Пачніце з вылічэння току, які звычайна будзе цячы праз нагрузку;Дапусцім, гэта 50ma.Дадайце на гэтую лічбу, неабходны для працы Zener Diode.Калі дыёд Zener патрабуе зрушэння току 10 мА, то агульнае патрабаванне току будзе 60 мА (ток нагрузкі 50 мА плюс ток ухілу 10 мА).

Вызначце рэйтынг харчавання для дыёда Zener

Вылічыце рассейванне магутнасці пры дапамозе напружання Zener і агульнага току.Пры напружанні зенера 6,8 У і агульным токам 60 мА, рассейванне магутнасці будзе разлічана як 6,8V x 0,060A = 0,408 Вт.Выберыце дыёд Zener з магутным рэйтынгам вышэй, чым разлічанае значэнне, каб забяспечыць надзейнасць і бяспеку.Дыёд з рэйтынгам 500 МВт забяспечыць дастатковую запас.

Вылічыце значэнне бягучага абмежаванага рэзістара

Вызначце максімальнае напружанне, якое можа выпрабаваць ланцуг, скажам, 13V.Вылічыце падзенне напружання праз рэзістар, які ўяўляе сабой розніцу паміж напружаннем крыніцы і напружаннем зенера: 13V - 6.8V = 6.2V.Выкарыстоўваючы закон Ома, вылічыце значэнне супраціву, неабходнае: падзенне напружання / агульны ток = 6,2В / 0,060A ≈ 103ω.Вы можаце зрабіць гэта да стандартнага значэння рэзістара, як 100 Ом для практычных мэтаў.

Метад выяўлення Zener Diode

Каб вызначыць палярнасць Zener Diodes, можна пачаць, вывучыўшы іх знешні выгляд.Металічна заражаныя Zener Diodes часта адрозніваюць палярнасць праз форму іх канца: плоскі канец звычайна паказвае на станоўчы электрод, у той час як паўкруглы канец азначае адмоўны электрод.Для пластыкавых капсуляваных Zener Diodes шукайце каляровы знак на адмоўным тэрмінале, прапаноўваючы хуткі візуальны даведнік па палярнасці.

Для больш дакладнага метаду, выкарыстоўваючы мультыметр, усталяваны ў дыёдным тэсце або нізкім утрыманні супраціву, напрыклад, RX1K, эфектыўна.Падключыце мультыметр зондаў да дыёда - адзін да кожнага тэрмінала.Звярніце ўвагу на адлюстраванае супраціў, а затым памяняйце зонды і вымерайце яшчэ раз.Устаноўка, якая паказвае меншы супраціў, будзе мець чорны зонд на станоўчым і чырвоным на адмоўным тэрмінале.Вельмі высокі або вельмі нізкі супраціў у абодвух вымярэннях можа сведчыць аб тым, што дыёд пашкоджаны і не працуе правільна.

Малюнак 13: Zener Diodes

Пры вымярэнні велічыні рэгулявання напружання ў Zener Diode, мэтазгодна з выкарыстаннем пастаянна рэгуляванага харчавання пастаяннага току.Для Zener Diodes, ацэненага ніжэй за 13 У, усталюйце блок харчавання на 15В.Падключыце дыёд паслядоўна з рэзістарам, які абмяжоўвае ток 1,5 кОм паміж катодам, і станоўчым выхадам блока харчавання і анодам да адмоўнага выхаду.Вымерайце напружанне па дыёдзе пры дапамозе мультыметра;Адлюстраванае значэнне будзе значэнне рэгулявання напружання дыёда.

Малюнак 14: Агульныя формы дыёда Zener

Для Zener Diodes са значэннямі рэгулявання вышэй за 15 У, павялічце выхад харчавання да больш за 20 У, каб забяспечыць дакладнае вымярэнне.У якасці альтэрнатывы, для высокага напружання, можа быць выкарыстаны Zener Diodes, можа быць выкарыстаны да 1000V.Падключыце станоўчы прывядзенне Megohmmeter да адмоўнага тэрмінала дыёда і адмоўнага прывядзення да станоўчага тэрмінала.Павярніце ручку Megohmmeter з пастаяннай хуткасцю і прачытайце напружанне па дыёдзе пры дапамозе мультыметра, пакуль ён не стабілізуецца пры напружанні рэгулявання дыёда.

Калі падчас гэтых выпрабаванняў назіраюцца ваганні або нестабільнасць значэння напружання, гэта можа сведчыць аб тым, што дыёд альбо выконвае непаслядоўнасць, альбо пашкоджаны, што патрабуе яго замены.

Памер пакета Zener Diode

Малюнак 15: Памеры пакета Zener Diode

Працуючы з Zener Diodes, трэба быць знаёмым са сваімі фізічнымі вымярэннямі і ўпакоўкай.Памеры гэтых дыёдаў звычайна прадастаўляюцца ў цалях, прытрымліваючыся пэўных вытворчых стандартаў і галіновых пераваг, хоць для даведкі таксама даступныя міліметровыя памеры.

Падрабязнасці пакета

Знешнія памеры пакета Zener Diode, якія ўключаюць у сябе як дыяметр (BD), так і даўжыню (BL), могуць быць адрэгуляваны ў зададзеных межах.Гэтая гнуткасць дазваляе выкарыстоўваць карыстацкія прыкладанні ў розных прыкладаннях, асабліва калі цеплавое кіраванне выклікае клопат.Калі пакет дыёда Zener ўключае цеплавую пасту, якая выкарыстоўваецца для павышэння цеплаадэнчання ад дыёда, гэты элемент варта ўлічваць у агульным памеры пакета.Аднак звычайныя абмежаванні мінімальнага памеру для дыяметра (BD) не прымяняюцца пры ўдзеле цеплавой пасты.Вымярэнне даўжыні (BL) павінна ахопліваць увесь пакет, уключаны цеплавая паста.

Дыяметр штыфта v ariat

У Zener Diodes дыяметр штыфтаў можа адрознівацца ў межах пакета.Гэты іён V ariat змяшчае любыя парушэнні ў аздабленні штыфта або адхілення ў раздзелах, якія не ўключаюць цеплавую пасту.Такія фактары, як таўшчыня пакрыцця або нязначныя анамаліі вытворчасці, могуць прывесці да адрозненняў у памерах штыфта, якія важна ўлічваць падчас працэсаў распрацоўкі і зборкі.

Уяўленне пра сімвал для дыяметра

Каб забяспечыць яснасць у дакументацыі і паслядоўнасці ў інжынерных канструкцыях, памер дыяметра ў чарцяжах і тэхнічныя характарыстыкі для Zener Diodes прытрымліваецца стандарту ASME Y14.5M.Гэты стандарт дыктуе выкарыстанне сімвала "φx" для прадстаўлення дыяметраў, спрыяючы аднастайнасці і дакладнасці ў інжынерных чарцяжах і дапамагаючы падтрымліваць паслядоўнасць у вытворчых характарыстыках.

Выснова

Распрацоўка Zener Diodes зрабіла іх незаменнымі ў сучаснай электронікі, асабліва ў рэгуляванні напружання і абароне ад перанапружання.Іх унікальныя ўласцівасці разбору Zener і Avalanche дазваляюць ім эфектыўна апрацоўваць ваганні напружання.Параўнанне іх структур і аперацый з сігнальнымі дыёдамі паглыбляе наша разуменне сваіх канкрэтных прыкладанняў у схеме.Аднак, у той час як Zener Diodes прапануюць эфектыўную, эканамічна эфектыўную абарону перанапружання, яны таксама прадстаўляюць такія праблемы, як высокае спажыванне энергіі і неабходнасць эфектыўнага цеплавога кіравання.Гэтыя пытанні падкрэсліваюць неабходнасць пастаянных інавацый і аптымізацыі ў дызайне электроннага ланцуга, каб выкарыстоўваць поўны патэнцыял Zener Diodes.

Часта задаюць пытанні [FAQ]

1. Для чаго выкарыстоўваецца дыёд Zener?

Дыёд Zener выкарыстоўваецца ў першую чаргу для рэгулявання напружання, гарантуючы, што нават калі напружанне харчавання вагаецца, напружанне па дыёдзе зенера застаецца стабільным.Ён таксама выкарыстоўваецца для абароны ад перанапружання, абараняючы адчувальную электроніку ад шыпавання напружання.

2. Што такое абарона ад перанапружання?

Абарона перанапружання - гэта механізм абароны схемы, які перашкаджае празмернаму напружанню ад пашкоджання электронных кампанентаў.Гэта гарантуе, што ўзровень напружання застаецца ў бяспечных абмежаваннях для кампанентаў ланцуга.

3. Якія схемы абароны ад перанапружання?

Схема абароны ад перанапружання прызначаны для прадухілення празмернага напружання і пашкоджання кампанентаў.Гэтыя схемы звычайна выкарыстоўваюць такія кампаненты, як Zener Diodes, Varistors або пераходныя супрессории напружання (тэлевізары) дыёды, каб заціснуць напружанне да бяспечных узроўняў падчас напружання.

4. У чым розніца паміж звычайным дыёдам і дыёдам Zener?

Асноўнае адрозненне заключаецца ў апрацоўцы зваротнага напружання.Нармальны дыёды блакуе ток у зваротным кірунку і можа быць пашкоджаны, калі зваротнае напружанне перавышае пэўны парог.У адрозненне ад гэтага, Zener Diodes распрацаваны не толькі для блакавання зваротнага току, але і для бяспечнага правядзення, калі зваротнае напружанне перавышае зададзены ўзровень, вядомы як напружанне зенера, без пашкоджанняў.

5. Які прынцып працы з Zener Diode?

Дыёд Zener працуе, дазваляючы току паступаць у зваротным кірунку, калі напружанне перавышае напружанне зенера.Гэта звязана з яго моцна легіраваным P-N развязкай, які стварае вузкую вобласць знясілення.Высокія электрычныя палі на гэтым злучэнні дазваляюць дыёду Zener праводзіць зваротным чынам, не пашкоджваючы, тым самым падтрымліваючы ўстойлівасць напружання па ўсёй ім.Гэта ўласцівасць выкарыстоўваецца для рэгулявання напружання і абароны ў ланцугах.