Zenerspænding
Zenerdioder fremstilles med zenerspændinger fra ca. 2,5 volt og op til flere hundrede volt. Dioder med zenerspændinger omkring ca. 5,6 volt er de mest temperaturstabile, dvs. deres zenerspænding ændrer sig ikke væsentligt, selvom dioden bliver varm.
Zenerspændingen er ikke en "eksakt størrelse", men et udtryk for et (snævert) spændingsinterval - spændingen over dioden i spærreretningen vil variere nogenlunde differentielt lineart med strømstyrken. Det bliver som regel modelleret ved en indre modstand i serie med zenerdioden.
Zenerstabiliseret spænding
I elektroniske kredsløb bruges zenerdioder oftest til at skabe en stabil jævnspænding, dvs. en spænding hvis størrelse ikke varierer væsentligt med ændringer i temperatur eller evt. strømforbrug. Dette gøres ved at sende en strøm igennem en serieforbindelse af en modstand og zenerdiode i spærreretningen: Hvis spændingen over denne serieforbindelse er større end zenerspændingen, åbner dioden for strøm. Denne strøm giver et spændingsfald over modstanden, hvorved spændingen over dioden falder og dioden begrænser strømmen. Systemet balancerer sig selv ved det punkt, hvor der lige netop er zenerspændingen hen over dioden.
Sådan en stabiliseret spændingskilde har dog en begrænsning i den strøm man kan trække fra den: Trækker man "for meget" strøm, falder spændingen et stykke ned under zenerspændingen. Det kan man kompensere for ved at benytte en mindre modstand i seriekoblingen for at forøge strømmen, men prisen er at der ved alt andet end spidsbelastning af den stabile jævnspænding spildes elektrisk energi i form af varme i zenerdioden. Af den grund bruges denne kobling primært til at strømforsyne små delkredsløb med ringe strømforbrug, eller til at frembringe en referencespænding til måle- eller regulerings-kredsløb.
Zenereffekt og avalancheeffekt
Zenerdiodens virkemåde i spærreretningen kan forårsages af 2 forskellige fysiske fænomener; Zenereffekten og avalancheeffekten. I siliciumbaserede zenerdioder er det zenereffekten (har negativ temperaturkoefficient), som er hovedårsagen til zenerdiodevirkningen, når zenerdiode er designet til en zenerspænding på op til 5,6V. For spændinger højere end 5,6V, er det avalancheeffekten (har positiv temperaturkoefficient) som dominererer.
Har zenerdioden en zenerspænding og avalanchespænding på 5,6V er temperaturkoefficienten nul, fordi de to fysiske fænomeners temperaturkoefficienter ophæver hinanden.
Zenereffekten blev opdaget af den amerikanske fysiker Clarence Melvin Zener.
Dioder med Zenereffekt og avalancheeffekt markedsføres under ét som 'zenerdioder'.
Se også
- Spændingsforsyning
- Spændingsregulator
- Linear spændingsregulator
- Serieregulator
- Shunt regulator
- Spændingsreference
Denne artikel er fra Wikipedia. Læs artiklen hos Wikipedia.
