ツェナーダイオード回路の動作とアプリケーション

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ダイオードは、の基本コンポーネントの1つです。 電子回路 。電圧に関する考慮事項について知りたい場合は、ダイオードについて知っておく必要があります。ダイオードは基本的にで構成されています 半導体 「P」タイプと「N」タイプの2つの特徴があります。ザ・ 「P」型および「N」型半導体 正および負のタイプの半導体を表します。 「P」タイプの半導体は構成に過剰な量の正孔があり、「N」タイプの半導体は過剰な量の電子があります。両方のタイプの特性が単結晶に存在する場合、それはダイオードと呼ぶことができます。バッテリーのプラス端子は「P」側に接続され、マイナス側は「N」側に接続されます。ツェナーダイオードの動作について説明しましょう。これは、逆バイアスで接続する単純なダイオードに他なりません。

ツェナーダイオード

ツェナーダイオード



ツェナーダイオード

これは、特別なタイプの機器ではなく、主にダイオードの特別な特性です。 Clearance Zenerという名前の人がダイオードのこの特性を発明したので、彼にちなんで名付けられました。ダイオードの特別な特性は、 回路の故障 逆バイアスされた回路に電圧が印加された場合。これにより、電流が流れなくなります。ダイオード両端の電圧が上昇すると、温度も上昇し、結晶イオンがより大きな振幅で振動し、これらすべてが空乏層の破壊につながります。 「P」タイプと「N」タイプの接合部の層。適用されたとき 電圧が 特定の量のツェナーブレークダウンが発生します。


ツェナーダイオードV-Iの特性

ツェナーダイオードV-Iの特性



ツェナーダイオードは逆バイアスモードで接続された単一のダイオードに他ならず、ツェナーダイオードは図に示すように回路内で逆バイアス正で接続できます。さまざまなアプリケーションに接続できます。

ツェナーダイオードの回路記号は図のようになります。便宜上、通常使用されます。について議論するとき ダイオード回路 ツェナーダイオードの動作のグラフ表示を確認する必要があります。これは、一般的なp-n接合ダイオードのV-I特性と呼ばれます。

ツェナーダイオード接続

ツェナーダイオード接続

ツェナーダイオードの特性

上の図は、ツェナーダイオードの動作のV-I特性を示しています。いつ ダイオードは順バイアスダイオードに接続されています 通常のダイオードとして機能します。逆バイアス電圧が所定の電圧よりも大きい場合、ツェナー降伏電圧が発生します。ブレークダウン電圧を得るために、シャープで明確なドーピングが制御され、表面の欠陥が回避されます。 Vzより上のV-I特性では、ツェナー電圧です。また、この時点で電流が非常に速いため、ニー電圧もあります。

ツェナーダイオードの動作

ツェナーダイオードの動作

ツェナーダイオードの応用

ツェナーダイオードは、シャントレギュレータまたは電圧レギュレータとして広く使用されています。記事の最初の部分を読んだので、ツェナーダイオードとは何か、そして動作の基本原理は何であるかがわかりました。ここで、このタイプのダイオードがどこで役立つのかという疑問が生じます。このタイプのダイオードの主な用途は、電圧レギュレーターとしてです。過電圧プロテクター、電圧リファレンスとして。


ツェナーダイオードチェック

ツェナーダイオードチェック

電圧レギュレータとしてのツェナーダイオードのアプリケーションについて説明しましたが、次に他の2つのポイントについて説明します。

過電圧保護 逆バイアス電圧が特定の電圧を超えた後、ダイオードに電流が流れるため、ツェナーダイオードを使用して行われます。この回路は、端子に接続された機器に安全性を提供します。通常、電流は通常のバルブを超えてはなりませんが、回路の障害のために電流が最大許容電圧を超えると、システムの機器が損傷する可能性があります。 SCRを使用すると、出力電圧が急速に低下し、ヒューズが飛んで入力ソースの電源が切断されます。理解を深めるために、回路の配置を以下に示します。

ツェナーダイオード接続

ツェナーダイオード接続

電圧リファレンスは、ツェナー電圧が機能するときに電力電流または電圧の一定の供給を決定します。電流の供給が同じである場合、不安定な性能を回避するために、ツェナーダイオードを使用します。これらは、電流計、抵抗計、電圧計などの電圧リファレンスが必要な場合に使用されます。

電圧レギュレータとしてのツェナーダイオード

レギュレーターという用語は、どちらが規制するかを意味します。ツェナーダイオードは、回路に導入された場合、電圧レギュレータとして機能します。ダイオード両端の出力は一定になります。それは電流源によって駆動されます。ダイオードの両端の電圧が特定の値を超えると、電源から過剰な電流が流れます。電圧レギュレータとしてのツェナーダイオードの基本図を以下に示します。

ツェナーダイオードの直列抵抗を流れる電流を固定するために、次の式から値を選択できる抵抗Rを導入します。

抵抗値(オーム)=(V1 – V2)/(ツェナー電流+負荷電流)

上の図は、調整要素が負荷要素と平行であるため、シャント調整器の図です。ツェナーダイオードは、レギュレータ要件の基準を満たす負荷の両端に安定した基準電圧を生成します。

ツェナーダイオードは、理想ダイオードと同じように電流を順方向に流すことができます。また、電圧が絶縁破壊電圧と呼ばれる特定の値を超えると、逆方向に流れることができます。

このデバイスはツェナーにちなんで名付けられました。ツェナーはこの電気的性質を発見しました。ツェナーダイオードは、ツェナー効果と呼ばれる高電界強度下での電子量子トンネル効果により逆ブレークダウンが発生するダイオードです。ツェナーダイオードと呼ばれる多くのダイオードは、代わりにアバランシェ降伏に依存しています。どちらのタイプも、5.6V未満で優勢なツェナー効果と上記のアバランシェ降伏で使用されます。通常のアプリケーションには、電圧レギュレータの基準電圧の提供が含まれます。これは、デバイスを瞬間的な電圧パルスから保護するためです。

ツェナーダイオードの接続性

ツェナーダイオードの接続性

これらのデバイスは、ベースエミッタ接合と直列に接続されています。アバランシェまたはツェナーポイントを中心にデバイスを選択するトランジスタステージ。これは、トランジスタの補償温度係数バランシングを導入するために使用できます。安定化電源回路のフィードバックループシステムで使用されるDCエラーアンプは、その一例です。

これらはサージプロテクタでも使用され、過渡電圧スパイクシステムを制限します。ツェナーダイオードの別の用途は、乱数発生器でのアバランシェ降伏によって引き起こされるノイズの使用です。教えて頂けますか さらにいくつかの用途 ツェナーダイオードの?コメントで…。

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