Z-dióda
![](http://178.128.105.246/content-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fe/Zener_diode_%28aka%29.jpg/220px-Zener_diode_%28aka%29.jpg)
A z-dióda (ismert még Zéner-dióda néven is) egy speciális, szilícium alapanyagú dióda, amely feszültségstabilizálásra használatos. Működése nyitóirányban megegyezik a szilícium félvezető diódákéval, azonban záróirányban eltér. Az eltérő viselkedést a p-n átmenet erőteljes szennyezésével[1] érik el.
Z-diódákat használnak feszültség állandó értéken tartására (feszültségstabilizálás, referencia-feszültség előállítása), bemeneti szintek határolására (vágás, túlfeszültség védelem) illetve feszültségszint eltolására. Z-diódákat tartalmaznak az elektronikus áramkörök tápegységei, továbbá a televízió készülékek, nyomtatók.
Története
[szerkesztés]Működési elve
[szerkesztés]A z-diódáknál a p-n átmenet azon tulajdonságát használják ki, hogy a zárófeszültség állandó a kivezetések között, ha a letörési tartományban működik. Felépítését tekintve egy különlegesen szennyezett szilíciumdióda, amely károsodás nélkül üzemeltethető a letörési tartományban. Nyitóirányban a hagyományos szilíciumdiódáknak megfelelő a működése. Záróirányban a p-n átmenet szennyezésétől függően UZK Zener-feszültségig nagy ellenállást, majd a Zener-feszültség elérése után kis ellenállást képvisel. A szennyezés mértéke azért nagyobb, mert a letörési feszültségszintet csökkenteni kell, mivel a kisértékű differenciális ellenállás csak így érhető el.
A karakterisztikájában négy fő tartomány különböztethető meg:
I. Nyitó tartomány: karakterisztikája a hagyományos szilícium diódáéval megegyezik.
II. Zárótartomány: kis zárási áram folyik, a dióda ellenállása nagy.
III. Könyöktartomány: itt kezdődik meg a letörési jelenség. A z-dióda könyöktartománya az adott diódára jellemző feszültségszinten kezdődik, ami viszont az adalékolás mértékével állítható be.
IV. Letörési tartomány: kis feszültségváltozás nagy áramváltozást eredményez, ezek határozzák meg az rz differenciális ellenállását a diódának. A maximális áram IZmax lehet, amelyet tartósan túllépve a dióda hőhalált hal. Az áramhatárolást egy soros áramkorlátozó ellenállással lehet megoldani. A z-diódák tulajdonságai erősen hőmérsékletfüggőek. A z-diódákra kapcsolt záróirányú feszültségszint csökkenése esetén a z-dióda árama is csökken.
Alkalmazási terület
[szerkesztés]A Zener-diódákat az elektronikában főként feszültségstabilizálásra, feszültséghatárolásra használják és csak ritkábban feszültségszint eltolására. Nagyobb áram elérésére párhuzamos kapcsolás nem lehetséges, mert ez tökéletesen egyező karakterisztikát igényelne a két diódától, ami a gyakorlatban nem létezik, ezért ezt különféle áramkörökkel oldják meg.
Kialakítás
[szerkesztés]![](http://178.128.105.246/content-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/39/ZenerDiode3_0.5W.png/220px-ZenerDiode3_0.5W.png)
Az általános célú, kisebb teljesítményre készült Z-diódák üveg tokozásúak,[2] (ritkábban műanyagházban) míg a közepes és nagyobb teljesítményre készült z-diódák fémházasak, esetenként csavaros rögzítéssel. A csavar a hűtőfelülethez való rögzítésre szolgál. A felületszerelt áramkörökbe készült z-diódák többnyire műanyag tokozással[3] készülnek. A szokásos Zéner-feszültségek 1.8 V–1kV, teljesítmények 0.1W–5W[4]
Források
[szerkesztés]Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ töltéshordozó-koncentráció növelés
- ↑ http://www.datasheetcatalog.com/info_redirect/datasheets/120/371982_DS.pdf.shtml Silicon Planar Zener Diodes
- ↑ https://www.nexperia.com/products/diodes/general-purpose-zener-diodes/ felületszerelt z-diódák
- ↑ Archivált másolat. [2015. április 17-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2015. április 11.)