이봐! 제너 다이오드 공급 업체로서, 나는이 작은 구성 요소가 어떻게 일정한 전압을 유지하는지에 대한 많은 질문을 받았습니다. 그래서 나는 이해하기 쉬운 방식으로 당신을 위해 그것을 분해 할 것이라고 생각했습니다.
기본부터 시작합시다. Zener 다이오드는 리버스 파괴 영역에서 작동하도록 설계된 특수 유형의 다이오드입니다. 주로 전류 흐름을 한 방향으로 흐르는 데 사용되는 일반 다이오드와 달리 Zener Diodes는 고유 한 특성을 가지며 전압 조절에 매우 유용합니다.
제너 다이오드의 작동 방식
제너 다이오드가 일정한 전압을 유지하는 방법을 이해하려면 먼저 내부 구조에 대해 약간 알아야합니다. 제너 다이오드는 일반 다이오드와 마찬가지로 ap -n 접합으로 구성됩니다. 그러나 제너 다이오드의 도핑 레벨은 다릅니다. 도핑의 차이는 특수 특성을 부여합니다.
Zener 다이오드가 리버스 바이어스에 연결되면 (즉, 전원 공급 장치의 양의 단자가 N- 측에 연결되고 음의 단자가 P- 측에 연결됨을 의미합니다), 처음에는 매우 작은 역 누출 전류 흐름 만 있습니다. 이 전류는 너무 작아서 거의 무시할 수 있습니다. 그러나 우리가 Zener 다이오드의 역 전압을 증가 시키면 흥미로운 일이 발생합니다.
역전 전압이 Zener 전압 (VZ)이라고하는 특정 값에 도달하면 다이오드는 역 분류 영역으로 들어갑니다. Zener 다이오드에는 Zener Breakdown과 Avalanche Breakdown의 두 가지 주요 유형이 있습니다.
Zener Breakdown
제너 분해는 도핑 된 다이오드에서 발생합니다. 심하게 도핑 된 p -n 접합에서, 고갈 영역 (자유 충전 운반자가없는 접합부 주변의 영역)은 매우 좁습니다. 역전 전압이 적용될 때,이 좁은 고갈 영역의 강한 전기장은 원자가 대역에서 전도 대역으로 전자를 당길 수 있습니다. 이것은 많은 수의 전자 - 구멍 쌍을 생성하고 갑자기 상당한 역전 전류가 흐르기 시작합니다.
Zener 분해의 주요 점은 일단 시작되면 다이오드를 통한 전압이 전류를 통한 전류가 변경 되더라도 거의 일정하게 유지된다는 것입니다. 이는 고갈 영역의 전기장이 전류의 변화를 보상하는 속도로 새로운 전자 - 구멍 쌍을 계속 만들기에 충분히 강하기 때문입니다. 따라서 Zener 다이오드를 통한 전류가 특정 범위 내에서 얼마나 많이 변하든지, 그 전체의 전압은 제너 전압에 가깝게 유지됩니다.
눈사태 고장
눈사태 고장은 일반적으로 가볍게 도핑 된 다이오드에서 발생합니다. 역전 전압이 적용될 때, 고갈 영역의 자유 전자는 전기장으로부터 에너지를 얻습니다. 이들 전자가 고갈 영역을 통과함에 따라, 그들은 반도체 재료의 원자와 충돌한다. 이러한 충돌은 원자에서 다른 전자를 노크하여 새로운 전자 - 구멍 쌍을 만들 수 있습니다. 새로 생성 된이 전자는 또한 전기장으로부터 에너지를 얻고 더 많은 충돌을 일으켜 연쇄 반응을 일으킬 수 있습니다.
Zener 고장과 마찬가지로, 눈사태 고장이 시작되면 다이오드의 전압은 비교적 일정하게 유지됩니다. 전류의 증가는 눈사태 효과로 인한 전하 운반체의 곱셈으로 인한 것이지만, 다이오드의 전력 소실 한계를 초과하지 않는 한 다이오드의 전압은 크게 변하지 않습니다.
전압 조절을위한 제너 다이오드의 응용
Zener 다이오드가 어떻게 일정한 전압을 유지하는지 알았으므로 이것이 왜 그렇게 유용한 지에 대해 이야기합시다. 제너 다이오드의 가장 일반적인 응용 중 하나는 전압 조절 회로입니다.
입력 전압 또는 하중 전류의 변화로 인해 변할 수있는 전압을 제공하는 전원 공급 장치가 있다고 상상해보십시오. Zener 다이오드를 부하와 병렬로 연결하면 제너 다이오드는 전압 조정기 역할을합니다. 입력 전압이 제너 전압보다 높으면 제너 다이오드는 역전 분해 영역으로 들어가 하중을 가로 질러 일정한 전압을 유지합니다.
예를 들어, 제너 전압이 5V 인 제너 다이오드가 있다고 가정 해 봅시다. 회로에 대한 입력 전압이 6V에서 12V 사이 인 경우 Zener 다이오드는 하중의 전압이 약 5V로 유지되도록합니다. 과량의 전압은 제너 다이오드에 연결된 직렬 저항에 걸쳐 떨어집니다.
다른 유형의 제너 다이오드
우리는 다양한 요구를 충족시키기 위해 다양한 제너 다이오드를 제공합니다. 예를 들어,조정 가능한 제너 다이오드특정 범위 내에서 제너 전압을 설정할 수 있습니다. 이것은 표준 Zener 다이오드와 함께 사용할 수없는 특정 전압이 필요할 때 실제로 편리합니다.
그만큼고전압 제너 다이오드일반 제너 다이오드에 비해 훨씬 높은 역전 전압을 처리하도록 설계되었습니다. 이들은 산업 장비의 전원 공급 장치와 같은 고전압 조절이 필요한 응용 분야에 사용됩니다.
그리고 다음이 있습니다정밀 제너 다이오드. 이 다이오드는 매우 긴밀한 공차로 만들어 지므로 실제 제너 전압이 지정된 값에 매우 가깝습니다. 전자 측정 기기와 같이 전압 조절이 높은 정확도가 중요한 응용 분야에서 사용됩니다.
제한 및 고려 사항
제너 다이오드는 전압 조절에 적합하지만 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 주요 한계 중 하나는 전력 소산입니다. 제너 다이오드에서 소산 된 전력은 제너 전압의 생성물과이를 통한 전류에 의해 주어진다 (p = vz * iz). 전력 소실이 다이오드의 최대 등급을 초과하면 다이오드가 과열되어 손상 될 수 있습니다.
고려해야 할 또 다른 것은 온도 계수입니다. 제너 다이오드의 제너 전압은 온도에 따라 변할 수 있습니다. 일부 응용 분야에서는이 온도 - 의존적 전압 변화가 문제가 될 수 있으며, 온도 계수가 낮거나 온도 보상 기술을 구현하는 제너 다이오드를 사용해야 할 수도 있습니다.
결론
그래서, 당신은 그것을 가지고 있습니다! 이것이 제너 다이오드가 일정한 전압을 유지하는 방식입니다. Zener Brokendown 또는 Avalanche Breakdown을 통해이든, 이러한 작은 구성 요소는 광범위한 전자 회로에서 전압을 안정적으로 유지하는 데 필수적입니다.
Zener Diodes 시장에 있다면, 우리는 당신을 덮었습니다. 우리는 귀하의 요구에 맞게 다양한 유형과 사양의 고품질 제너 다이오드를 제공합니다. 필요한지 여부조정 가능한 제너 다이오드, a고전압 제너 다이오드,, a정밀 제너 다이오드, 우리는 당신에게 올바른 제품을 제공 할 수 있습니다.
질문이 있거나 특정 요구 사항에 대해 논의하려면 언제든지 문의하십시오. 프로젝트에 가장 적합한 제너 다이오드 솔루션을 찾도록 도와 드리겠습니다.
참조
- Neamen, DA (2019). 반도체 물리 및 장치 : 기본 원리. 맥그로 - 힐 교육.
- Streetman, BG, & Banerjee, S. (2006). 솔리드 스테이트 전자 장치. 프렌 티스 홀.
