전압 조절기로서의 제너 다이오드

• 전압 출력을 변경하거나 제어하려면
• 입력 전압 변동에 관계없이 꾸준한 출력 전압을 유지하려면

제너 다이오드 설명

다이오드는 회로의 직렬 저항에 의해 과열되지 않도록 보호됩니다. DC 양성 터미널이 연결되어 있습니다. 결과적으로, 리버스 바이어스는 정전시에도 작동 할 수 있습니다. 전력 등급이 낮은 다이오드는 반전 바이어스가 고장 전압에 적용될 때 파괴 될 수 있기 때문에 사용되지 않습니다. Zener 다이오드 전류는 최소 입력 전압과 가장 높은 하중 전류가 적용될 때 항상 가장 낮아야합니다.

입력 및 출력 전압이 알려져 있기 때문에로드 전압 (VZ =VL)과 거의 같은 전압을 갖는 제너 다이오드를 선택하는 것은 쉽습니다.

눈사태 및 제너 효과

Zener 다이오드가 정방향 바이어스 될 때 음극 전류 흐름에 대한 양극이 가능하므로 PN 접합이있는 다른 실리콘 다이오드처럼 작용합니다. 역 바이어스시 전류 흐름을 억제하는 전형적인 다이오드와 달리, 제너 다이오드는 지정된 역전 전압 임계 값에 도달하면 반대 방향으로 흐르는 전류로 전류를 전도하기 시작합니다.

Zener 다이오드에 주어진 역전 전압은 반도체 고갈 영역에서 눈사태 분해를 일으킨다. 그 후 다이오드는 전압의 증가를 미리 정해진 레벨로 제한하기 위해 전류를 생성한다. 유리 전자는 근처 원자와 충돌하여 전기 전하가 발생하여 열이 생성되고 장치에 영구적 인 손상이 발생할 수 있습니다. 다이오드가 매우 얇고 무거운 도핑되는 고갈 영역을 갖는 경우, 다이오드의 접합에서 고강도 전기장의 개발로 인해 역전 전류가 생성 될 수 있습니다. 제너 분해는 가역적 이며이 과정에서 다이오드에 해를 끼치 지 않습니다. 

Zener 다이오드의 전압이 수평 축의 특정 지점에서 안정화되면,이 지점은 Zener 전압 (VZ)으로 알려져 있으며 그 값은 몇 볼트에서 수백 볼트에서 수백 볼트까지 다양합니다. 도핑 및 다이오드 제조 중 공정이 시작되는 최소 역류 값과 전도 곡선의 기울기를 정확하게 조정할 수 있습니다. 

표준 제너 전압

제너 다이오드는 오늘날 시장에서 1 볼트 이상에서 수백 볼트까지의 전압으로 제공됩니다. 1W 미만에서 5W 이상으로 제공되는 각 전압 설정에 대해 일반적으로 사용할 수 있습니다. 제너 다이오드의 BZX55 소형 신호 시리즈는 2.4V에서 75V 범위의 VZ 전압과 500MW의 최대 전력을 가지므로 가장 널리 퍼진 제너 다이오드 패밀리 중 하나입니다. 또 다른 인기있는 Zener 파워 다이오드는 BZX85이며, 전압은 2.7V와 100V (VZ)와 1,300MW (최대 전류)입니다.

제너 고장

제너 고장으로 인해 제너 다이오드가 작동합니다. P-N 접합이 좁아지면 충분한 전압이 적용되는 경우 전자는 고갈 영역을 통해 접합부의 다른쪽으로 터널을 터널 할 수 있습니다. 전자의 이중 특성으로 인해 터널링은 양자 기계적 이벤트입니다. 전자는 양자 역학에서 기본적인 '입자'가 아닌 파동 함수로 설명됩니다. 그들은 우주 주변에 분산되어 어느 시점에서 그들 중 하나를 만날 수있는 기회와 함께. 전자가 장벽을 뚫을 가능성 때문에 고갈 영역과 같은 장벽 위의 전자 터널링이 가능합니다. 제너 다이오드의 전력 차이가 충분히 크면 전자는 장벽을 가로 지르는 터널링 가능성이 훨씬 높아서 제너 분해가 발생하는 방식입니다.

제너 다이오드의 장점

• 소산 전력은 실제로 높습니다.
• 높은 정밀도
• 크기가 작습니다
• 저렴한 비용

응용

• 전압 참조로 자주 사용됩니다.
• 션트 레귤레이터 및 전압 안정제는 제너 다이오드를 사용합니다.
• 스위칭 프로세스에서 Zener 다이오드가 사용됩니다.
• 클리핑 및 클램핑 회로는 Zener 다이오드를 사용합니다.
• 보호 회로는 제너 다이오드에 의존합니다.

제너 다이오드의 특성

전형적인 다이오드는 전방 편향을 가지며 이름과 동일한 방식으로 작동합니다. 전압 강하는 거의 없지만 막대한 순방향 전류는 이들을 통해 흐릅니다. 공통 다이오드의 역 바이어스 작동은 다이오드를 가로 지르는 전압이 역 분류 전압보다 클 때까지 무시할만한 전류 흐름을 초래합니다. 상당한 전류가 접합을 통해 이동하면 다이오드가 파괴 될 수 있습니다. 이 경우 제너 다이오드가 최상의 솔루션입니다. 리버스 바이어스 제너 다이오드는 Zener 다이오드를 가로 질러 적용되는 전압이 역 분류에 필요한 값을 초과하더라도 피해되지 않도록합니다.

결론

제너 다이오드는 광범위한 전압으로 제공되며 일부는 조절 가능합니다. 전자 양자 터널링은 제너 다이오드의 P와 N 영역 사이의 좁은 간격에서 발생하기 때문에 Clarence Zener 이후에 Zener 효과로 알려져 있습니다. 다양한 종류의 전자 장치는 전자 회로의 빌딩 블록 인 제너 다이오드에 의존합니다. 예를 들어, 예를 들어, 더 높은 전압으로부터 저전력 안정화 공급 레일을 생성하고 회로, 특히 안정화 된 전력 공급 장치에 대한 기준 전압을 제공하는 데 사용됩니다. 이러한 장치 (ESD)를 사용하여 과전류 및 정전기 방전을 방지 할 수도 있습니다. 전압 조절기로서의 제너 다이오드 이 다이오드는 전압의 증가에도 불구하고 회로가 분해되어 반대 방향으로 전류의 흐름을 계속할 수있는 방식으로 설계 되었기 때문에.