สุดยอดคู่มือสำหรับซีเนอร์ไดโอดในปี 2021

ไดโอดซีเนอร์มีประโยชน์อย่างมากในการควบคุมและรักษาความแปรผันของโหลดหรือการจ่ายไฟฟ้ากับแหล่งจ่ายแรงดันไฟและการใช้งานอื่นๆ คุณรู้อะไรเกี่ยวกับซีเนอร์ไดโอด? 

คู่มือนี้จะแนะนำคำจำกัดความของซีเนอร์ไดโอด ลักษณะเฉพาะ การใช้งาน วิธีการทำงาน และสัญลักษณ์ในแผนภาพวงจร หากคุณเป็นคนที่คลั่งไคล้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเข้ามาติดต่อกับ Zener Diode ในที่ทำงาน คุณสามารถเข้าใจ Zener Diode ได้ดีขึ้นผ่านการแบ่งปันนี้ มาอ่านกันต่อ!

การแบ่งปันคือการดูแล!

คอนเทนต์

● ซีเนอร์ไดโอดคืออะไร?

● 3 ลักษณะสำคัญของซีเนอร์ไดโอด

● ข้อมูลจำเพาะของ Zener Diode

● แอพพลิเคชั่นของ Zener Diode คืออะไร?

● ไดโอด Zner ทำงานอย่างไร?

● สัญลักษณ์ซีเนอร์ไดโอดคืออะไร?

● คำถามที่พบบ่อย

● สรุป

ซีเนอร์ไดโอดคืออะไร? 

ซีเนอร์ไดโอดเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบแยกที่ใช้ซิลิโคนซึ่งช่วยให้กระแสไฟไหลแบบสองทิศทางไม่ว่าจะย้อนกลับหรือไปข้างหน้า ไดโอดประกอบด้วยหัวต่อซิลิโคน PN ที่มีสารเจือหนัก ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อดำเนินการในทิศทางย้อนกลับเมื่อถึงเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าเฉพาะ

ซีเนอร์ไดโอดมีแรงดันพังทลายแบบย้อนกลับที่ตั้งไว้ เมื่อถึงจุดนี้ พวกมันจะเริ่มนำกระแสไฟและยังคงทำงานอย่างต่อเนื่องในทิศทางไบแอสย้อนกลับโดยไม่สร้างความเสียหาย ข้อดีอย่างหนึ่งของซีเนอร์ไดโอดคือช่วงแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันจะยังคงรักษาแรงดันตกคร่อมไดโอดไว้อย่างสม่ำเสมอ เป็นผลให้สามารถใช้ซีเนอร์ไดโอดสำหรับแอพพลิเคชั่นควบคุมแรงดันไฟฟ้า

บทนำสู่ซีเนอร์ไดโอดที่อธิบายวิธีการทำงาน

3 ลักษณะสำคัญของซีเนอร์ไดโอด

ซีเนอร์ไดโอดทำงานคล้ายกับไดโอดทั่วไปเมื่ออยู่ใน โหมดอคติไปข้างหน้า. 

● มีแรงดันไฟเปิดแบบไบแอสอยู่ระหว่าง 0.3 ถึง 0.7V เมื่อเชื่อมต่อในโหมดย้อนกลับ จะมีกระแสไฟรั่วเล็กน้อยในการใช้งานส่วนใหญ่ 

● เมื่อแรงดันย้อนกลับเพิ่มขึ้นตามแรงดันพังทลายที่ตั้งไว้ จะมีกระแสไหลผ่านไดโอด เมื่อกระแสเพิ่มขึ้นเป็นค่าสูงสุด (กำหนดโดยตัวต้านทานในอนุกรม) จากนั้นจะทำให้เสถียรและคงที่ตลอดช่วงกว้างของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

● โดยไม่คำนึงถึงค่าปัจจุบันที่ไหลผ่านไดโอด แรงดันไฟฟ้ายังคงเกือบคงที่ นี่เป็นกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงกระแสขนาดใหญ่โดยที่กระแสไดโอดอยู่ระหว่างกระแสสูงสุดและกระแสพังทลาย

การควบคุมตนเองที่แข็งแกร่งของซีเนอร์ไดโอดนั้นมีประโยชน์อย่างมากในการควบคุมและรักษาความผันแปรของโหลดหรือการจ่ายไฟเทียบกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟ สิ่งนี้ทำให้เป็นคุณลักษณะสำคัญเนื่องจากทำให้ไดโอดสามารถใช้งานได้หลากหลายแอพพลิเคชั่นควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ข้อมูลจำเพาะของ Zener Diode

ข้อมูลจำเพาะบางอย่างจะแตกต่างกันไปตามแต่ละซีเนอร์ไดโอด ซึ่งรวมถึงการกระจายพลังงาน แรงดันใช้งานที่ระบุ และกระแสไฟย้อนกลับสูงสุด ข้อกำหนดทั่วไปเพิ่มเติม ได้แก่ :

● แรงดันซีเนอร์ - สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับแรงดันพังทลายแบบย้อนกลับ มีตั้งแต่ 2.4V ถึง 200V ขึ้นอยู่กับไดโอด

● กระแส (สูงสุด) - กระแสสูงสุดที่แรงดันซีเนอร์ที่กำหนด สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 200uA ถึง 200A

● กระแสไฟ (ขั้นต่ำ) - กระแสไฟต่ำสุดที่แรงดันซีเนอร์ต้องใช้เพื่อให้ไดโอดแตก โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5mA ถึง 10mA

● พิกัดกำลัง - อัตราการกระจายพลังงานสูงสุดของไดโอด รวมทั้งกระแสที่ไหลผ่านไดโอดและแรงดันไฟที่ขวาง ค่ามาตรฐาน ได้แก่ 400mW, 500mW, 1W และ 5W สำหรับไดโอดยึดพื้นผิว ค่าทั่วไปคือ 200mW, 350mW, 500mW และ 1W

● ความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า - โดยทั่วไป ±5%

● ความเสถียรของอุณหภูมิ - ไดโอดที่เสถียรที่สุดมักจะอยู่ที่ประมาณ 5V

● ความต้านทานซีเนอร์ - ความต้านทานที่แสดงโดยไดโอด

แอพพลิเคชั่นของ Zener Diode คืออะไร? 

ซีเนอร์ไดโอดใช้สำหรับแอพพลิเคชั่นต่างๆ ได้แก่ :

● การควบคุมแรงดันไฟฟ้า

● แรงดันอ้างอิง

● ป้องกันไฟกระชาก

● การสลับแอปพลิเคชัน

● วงจรปัตตาเลี่ยน

เป็นไปได้ที่จะใช้ซีเนอร์ไดโอดเพื่อสร้างแรงดันเอาต์พุตระลอกคลื่นต่ำที่เสถียรภายใต้สภาวะกระแสโหลดผันแปร เมื่อ ตัวต้านทานจำกัดกระแสที่เหมาะสม ใช้สำหรับส่งกระแสไฟรองจากแหล่งจ่ายแรงดันผ่านไดโอด กระแสไฟที่เพียงพอจะถูกดำเนินการเพื่อรักษาแรงดันตกคร่อมที่ต้องการ เมื่อค่าโหลดเปลี่ยนไป เอาต์พุตของแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยก็จะเปลี่ยนไปด้วย อย่างไรก็ตามการเพิ่มซีเนอร์ไดโอดสามารถสร้างแรงดันเอาต์พุตได้

จากที่กล่าวมา ควรสังเกตด้วยว่าไดโอดซีเนอร์บางครั้งอาจสร้างสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าบนแหล่งจ่ายไฟ DC เนื่องจากทำงานเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ นี่เป็นเรื่องปกติในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ แต่เพิ่มมูลค่าสูง ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน เพื่อเอาท์พุตของไดโอดสามารถแก้ไขปัญหาได้ด้วยการให้ความเรียบเป็นพิเศษ

เนื่องจากไดโอดซีเนอร์สามารถทำงานในสภาวะไบแอสย้อนกลับ จึงสามารถใช้ในวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อรักษาเอาท์พุตแรงดันไฟ DC ให้คงที่ แรงดันไฟฟ้าคงที่นี้สามารถรักษาได้แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าหรือการเปลี่ยนแปลงของกระแสโหลด

วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้ประกอบด้วยตัวต้านทานจำกัดกระแสซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ไดโอดและโหลดควรเชื่อมต่อแบบขนานกัน เอาต์พุตของแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรและแรงดันพังของไดโอดจะเท่ากันเสมอ

ไดโอดซีเนอร์ทำงานอย่างไร

หลักการเบื้องหลังการทำงานของซีเนอร์ไดโอดถูกกำหนดโดยสาเหตุของ การสลายตัวของไดโอดในสภาวะอคติย้อนกลับ. โดยทั่วไปมีสองประเภท – การแยกส่วน Zener และการแยกย่อยหิมะถล่ม

รายละเอียด Zener

การสลายของ Zener เกิดขึ้นกับแรงดันไบแอสย้อนกลับระหว่าง 2V ถึง 8V ความเข้มของสนามไฟฟ้าเพียงพอแล้วที่จะใช้บังคับกับเวเลนซ์อิเล็กตรอน โดยแยกพวกมันออกจากนิวเคลียส - แม้แต่ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำนี้ กระบวนการนี้สร้างคู่อิเล็กตรอน-รูเคลื่อนที่ ดังนั้นจึงเพิ่มการไหลของกระแส

การสลายตัวของซีเนอร์มักเกิดขึ้นกับไดโอดที่มีสารเจือสูงซึ่งมีสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่และแรงดันพังทลายต่ำ วาเลนซ์อิเล็กตรอนได้รับพลังงานมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงต้องใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกน้อยลง นี่ก็หมายความว่าแรงดันพังทลายของ Zener ลดลงพร้อมกับอุณหภูมิ

พังถล่ม

การสลายแรงดันไฟฟ้ายังเกิดขึ้นในสภาวะไบแอสย้อนกลับ อย่างน้อย 8V สำหรับไดโอดเจือแสงที่มีแรงดันพังทลายมาก อิเล็กตรอนที่ไหลผ่านไดโอดชนกับอิเล็กตรอนในพันธะโควาเลนต์ ทำให้เกิดการรบกวน 

ความเร็วของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นด้วย หมายความว่าพันธะโควาเลนต์สามารถถูกรบกวนได้ง่ายขึ้น ควรสังเกตด้วยว่าแรงดันพังทลายหิมะถล่มเพิ่มขึ้นควบคู่ไปกับอุณหภูมิ

สัญลักษณ์ซีเนอร์ไดโอดคืออะไร? 

ภาพด้านล่างแสดงถึงสัญลักษณ์ไดโอดซีเนอร์มาตรฐานที่ใช้ในแผนภาพวงจร สัญลักษณ์นี้แสดงให้เห็นว่ามีไดโอดซีเนอร์ปรากฏอยู่ในแผนภาพวงจรอย่างไร ในทำนองเดียวกัน หากคุณเห็นสัญลักษณ์นี้ในแผนภาพวงจร แสดงว่ามีซีเนอร์ไดโอดอยู่ที่จุดนั้นในวงจร

ไดอะแกรมนี้สร้างขึ้นจากด้านบน โดยแสดงข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับซีเนอร์ไดโอด บรรทัดบนสุดของไดอะแกรมแสดงสัญลักษณ์ไดโอดบวกกับค่าบวกและค่าลบที่เกี่ยวข้องกับแอโนดและแคโทด บรรทัดล่างสุดของไดอะแกรมแสดงสิ่งเดียวกัน ยกเว้นรุ่นที่เรียบง่ายของไดโอดเหมือนจริงซึ่งต่างจากสัญลักษณ์ซีเนอร์ไดโอด

คำถามที่ถามบ่อย

1. ถาม: สามารถเชื่อมต่อซีเนอร์ไดโอดหลายตัวในซีรีส์ได้หรือไม่

ตอบ: ไดโอดซีเนอร์หลายตัวสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมได้ โดยปกติเพื่อให้ได้แรงดันซีเนอร์เฉพาะ อย่างไรก็ตาม หากคุณใช้ไดโอดหลายตัว คุณต้องตรวจสอบกระแสไฟของซีเนอร์ด้วย และตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่เกินค่าสูงสุด 

เนื่องจากกระแสไฟซีเนอร์สูงสุดที่อนุญาตนั้นเท่ากับไดโอดต่ำสุดที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม นอกจากนี้ยังหมายความว่าเมื่อมีการเชื่อมต่อซีเนอร์ไดโอดสองตัวแบบอนุกรม หากไดโอดไม่มีข้อกำหนดกระแสไฟของซีเนอร์ที่เหมือนกัน จะไม่แสดงกระแสไฟซีเนอร์หรือแรงดันไฟที่ระบุ

2. ถาม: ความแตกต่างระหว่าง Zener Diode และ Diode คืออะไร?

ตอบ: ไดโอดเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์นำไฟฟ้าทิศทางเดียว (ทิศทางเดียว) ซีเนอร์ไดโอดยังเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ด้วย แต่ความแตกต่างที่สำคัญคือพวกมันสามารถนำไฟฟ้าภายใต้สภาวะอคติไปข้างหน้าและย้อนกลับ 

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างทั้งสองประเภทคือความเข้มข้นของยาสลบ ไดโอดแบบดั้งเดิมมักจะเจือปนในระดับปานกลาง ในขณะที่ซีเนอร์ไดโอดนั้นเจือมากกว่าเพื่อให้ได้แรงดันพังทลายที่สูงขึ้น

3. ถาม: ไดโอดซีเนอร์ใช้ที่ไหน

ไดโอดซีเนอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ และเป็นหนึ่งในส่วนประกอบพื้นฐานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ พวกมันถูกใช้เพื่อสร้างรางพลังงานที่มีเสถียรภาพกำลังต่ำจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและให้แรงดันอ้างอิงสำหรับวงจร โดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรเช่นการสร้างใน ตัวควบคุม DC / DC สำหรับการป้องกันแรงดันไฟเกิน.

4. ถาม: ข้อดีของ Zener Diodes คืออะไร?

ซีเนอร์ไดโอดมีราคาถูกกว่าไดโอดอื่น ไดโอดสามารถใช้เพื่อปรับและทำให้แรงดันไฟฟ้าในวงจรคงที่ ไดโอดเหล่านี้มีมาตรฐานประสิทธิภาพสูง ควบคุมกระแสไหล

สรุป

เมื่อพูดถึงเรื่องนี้ เราเรียนรู้ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับซีเนอร์ไดโอด รวมถึงคำจำกัดความ ลักษณะเฉพาะ การใช้งาน วิธีทำงาน และวิธีระบุในแผนภาพวงจร การมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับไดโอด Zener สามารถช่วยให้คุณใช้งานได้ดีขึ้นในวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า คุณคิดอย่างไรเกี่ยวกับซีเนอร์ไดโอด? แสดงความคิดเห็นของคุณด้านล่างและเราจะตอบกลับคุณโดยเร็วที่สุด หากคุณคิดว่าการแชร์นี้มีประโยชน์สำหรับคุณ อย่าลืมแชร์!

อ่านได้ด้วย

● สิ่งที่คุณไม่ควรพลาดเกี่ยวกับ Facebook Meta และ Metaverse

● อะไรคือความแตกต่างระหว่าง AM และ FM?

● ตัวควบคุมโมดูล LTM8022 μModule ให้การออกแบบที่ดีขึ้นสำหรับพาวเวอร์ซัพพลายอย่างไร

● วิธีการตรวจจับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ซีเนอร์ไดโอด

ฝากข้อความ 

รายการข้อความ