సెమీకండక్టర్ డయోడ్ అనేక "వృత్తులను" కలిగి ఉంటుంది. ఇది వోల్టేజీని సరిదిద్దగలదు, విద్యుత్ వలయాలను విప్పుతుంది, సరికాని విద్యుత్ సరఫరా నుండి పరికరాలను రక్షించగలదు. కానీ డయోడ్ యొక్క సాధారణ రకమైన "పని" లేదు, దాని వన్-వే ప్రసరణ యొక్క ఆస్తి చాలా పరోక్షంగా ఉపయోగించినప్పుడు. సాధారణ మోడ్ రివర్స్ బయాస్ అయిన సెమీకండక్టర్ పరికరాన్ని జెనర్ డయోడ్ అంటారు.
విషయము
జెనర్ డయోడ్ అంటే ఏమిటి, అది ఎక్కడ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఏమిటి
జెనర్ డయోడ్, లేదా జెనర్ డయోడ్ (ఈ సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క లక్షణాలను అధ్యయనం చేసి వివరించిన ఒక అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త పేరు పెట్టారు), ఇది p-n జంక్షన్తో కూడిన సాంప్రదాయ డయోడ్.ప్రతికూల పక్షపాతంతో లక్షణం యొక్క విభాగంలో పని చేయడం దీని లక్షణం, అంటే, రివర్స్ ధ్రువణతలో వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు. అటువంటి డయోడ్ లోడ్ కరెంట్లో మార్పులు మరియు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్లో హెచ్చుతగ్గులతో సంబంధం లేకుండా వినియోగదారు వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉండే స్వతంత్ర స్టెబిలైజర్గా ఉపయోగించబడుతుంది. అలాగే, జెనర్ డయోడ్లపై నోడ్లు అభివృద్ధి చెందిన సర్క్యూట్తో ఇతర స్టెబిలైజర్లకు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ యొక్క మూలాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. తక్కువ సాధారణంగా, రివర్స్ డయోడ్ పల్స్ షేపింగ్ ఎలిమెంట్ లేదా సర్జ్ ప్రొటెక్టర్గా ఉపయోగించబడుతుంది.
సంప్రదాయ జెనర్ డయోడ్లు మరియు రెండు-యానోడ్లు ఉన్నాయి. రెండు-యానోడ్ జెనర్ డయోడ్ అనేది ఒక గృహంలో వెనుక నుండి వెనుకకు అనుసంధానించబడిన రెండు డయోడ్లు. తగిన పథకం ప్రకారం వాటిని సహా రెండు వేర్వేరు పరికరాల ద్వారా భర్తీ చేయవచ్చు.
జెనర్ డయోడ్ యొక్క వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణం మరియు దాని ఆపరేషన్ సూత్రం
జెనర్ డయోడ్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, దాని సాధారణ ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణాన్ని (CVC) అధ్యయనం చేయడం అవసరం.
ఒక సంప్రదాయ డయోడ్ వలె, ముందుకు దిశలో జెనర్కు వోల్టేజ్ వర్తించబడితే, అది సాంప్రదాయ డయోడ్ వలె ప్రవర్తిస్తుంది. సుమారు 0.6 V వోల్టేజ్ వద్ద (సిలికాన్ పరికరం కోసం), ఇది I-V లక్షణం యొక్క లీనియర్ విభాగంలోకి తెరవబడుతుంది మరియు ప్రవేశిస్తుంది. వ్యాసం యొక్క అంశంపై, రివర్స్ ధ్రువణత యొక్క వోల్టేజ్ వర్తించబడినప్పుడు జెనర్ డయోడ్ యొక్క ప్రవర్తన మరింత ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది (లక్షణం యొక్క ప్రతికూల శాఖ). మొదట, దాని ప్రతిఘటన తీవ్రంగా పెరుగుతుంది, మరియు పరికరం ప్రస్తుత ప్రయాణాన్ని నిలిపివేస్తుంది. కానీ ఒక నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ విలువ చేరుకున్నప్పుడు, కరెంట్లో పదునైన పెరుగుదల సంభవిస్తుంది, దీనిని బ్రేక్డౌన్ అంటారు. ఇది ఆకస్మిక లక్షణాన్ని కలిగి ఉంది మరియు శక్తి తీసివేయబడిన తర్వాత అదృశ్యమవుతుంది.మీరు రివర్స్ వోల్టేజ్ను పెంచడం కొనసాగిస్తే, అప్పుడు p-n జంక్షన్ వేడెక్కడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు థర్మల్ బ్రేక్డౌన్ మోడ్లోకి ప్రవేశిస్తుంది. థర్మల్ బ్రేక్డౌన్ కోలుకోలేనిది మరియు జెనర్ డయోడ్ యొక్క వైఫల్యాన్ని సూచిస్తుంది, కాబట్టి మీరు డయోడ్ను ఈ మోడ్లో ఉంచకూడదు.
హిమపాతం బ్రేక్డౌన్ మోడ్లో సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క ఆసక్తికరమైన ప్రాంతం. దీని ఆకారం సరళానికి దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు ఇది అధిక నిటారుగా ఉంటుంది. దీనర్థం కరెంట్ (ΔI)లో పెద్ద మార్పుతో, జెనర్ డయోడ్లో వోల్టేజ్ డ్రాప్లో మార్పు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (ΔU). మరియు ఇది స్థిరీకరణ.
రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించేటప్పుడు ఈ ప్రవర్తన ఏదైనా డయోడ్కు విలక్షణమైనది. కానీ జెనర్ డయోడ్ యొక్క అసమాన్యత ఏమిటంటే CVC యొక్క ఈ విభాగంలో దాని పారామితులు సాధారణీకరించబడ్డాయి. దాని స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ మరియు వాలు ఇవ్వబడ్డాయి (ఒక నిర్దిష్ట వ్యాప్తితో) మరియు సర్క్యూట్లో పరికరం యొక్క అనుకూలతను నిర్ణయించే ముఖ్యమైన పారామితులు. మీరు వాటిని రిఫరెన్స్ పుస్తకాలలో కనుగొనవచ్చు. సాధారణ డయోడ్లను జెనర్ డయోడ్లుగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు - మీరు వాటి CVCని తీసివేస్తే మరియు వాటిలో తగిన లక్షణం ఉంటుంది. కానీ ఇది హామీ లేని ఫలితంతో సుదీర్ఘమైన, శ్రమతో కూడిన ప్రక్రియ.
జెనర్ డయోడ్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు
ఇప్పటికే ఉన్న ప్రయోజనాల కోసం జెనర్ డయోడ్ను ఎంచుకోవడానికి, మీరు అనేక ముఖ్యమైన పారామితులను తెలుసుకోవాలి. ఈ లక్షణాలు పనులను పరిష్కరించడానికి ఎంచుకున్న పరికరం యొక్క అనుకూలతను నిర్ణయిస్తాయి.
రేట్ చేయబడిన స్థిరీకరణ వోల్టేజ్
జెనర్ యొక్క మొదటి పరామితి, మీరు ఎంచుకున్నప్పుడు శ్రద్ధ వహించాల్సిన అవసరం ఉంది, ఇది స్థిరీకరణ వోల్టేజ్, ఇది ఆకస్మిక విచ్ఛిన్నం యొక్క ప్రారంభ స్థానం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఇది సర్క్యూట్లో ఉపయోగం కోసం పరికరం ఎంపికతో ప్రారంభమవుతుంది.సాధారణ జెనర్ డయోడ్ల యొక్క వివిధ సందర్భాల్లో, ఒకే రకంగా ఉన్నప్పటికీ, వోల్టేజ్ అనేక శాతం ప్రాంతంలో స్ప్రెడ్ను కలిగి ఉంటుంది, ఖచ్చితత్వానికి వ్యత్యాసం తక్కువగా ఉంటుంది. నామమాత్రపు వోల్టేజ్ తెలియకపోతే, అది ఒక సాధారణ సర్క్యూట్ను సమీకరించడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. మీరు సిద్ధం చేయాలి:
- బ్యాలస్ట్ రెసిస్టర్ 1 ... 3 kOhm;
- సర్దుబాటు వోల్టేజ్ మూలం;
- వోల్టమీటర్ (మీరు టెస్టర్ను ఉపయోగించవచ్చు).
వోల్టమీటర్ ఉపయోగించి జెనర్ డయోడ్ వద్ద వోల్టేజ్ పెరుగుదలను నియంత్రిస్తూ, సున్నా నుండి విద్యుత్ వనరు యొక్క వోల్టేజ్ని పెంచడం అవసరం. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్లో మరింత పెరిగినప్పటికీ, ఏదో ఒక సమయంలో, అది ఆగిపోతుంది. ఇది వాస్తవ స్థిరీకరణ వోల్టేజ్. నియంత్రిత మూలం లేనట్లయితే, మీరు స్థిరమైన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్తో విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగించవచ్చు, ఇది స్థిరీకరణ కంటే స్పష్టంగా ఉంటుంది. పథకం మరియు కొలత సూత్రం అలాగే ఉంటాయి. కానీ ఆపరేటింగ్ కరెంట్ యొక్క అదనపు కారణంగా సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క వైఫల్యం ప్రమాదం ఉంది.
జెనర్ డయోడ్లు 2 ... 3 V నుండి 200 V వరకు వోల్టేజీలతో పనిచేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి. ఈ శ్రేణి క్రింద స్థిరమైన వోల్టేజ్ని ఏర్పరచడానికి, ఇతర పరికరాలు ఉపయోగించబడతాయి - CVC యొక్క ప్రత్యక్ష విభాగంలో పనిచేసే స్టెబిస్టర్లు.
ఆపరేటింగ్ కరెంట్ పరిధి
జెనర్ డయోడ్లు వాటి పనితీరును నిర్వహించే కరెంట్ పైన మరియు దిగువ నుండి పరిమితం చేయబడింది. దిగువ నుండి, ఇది CVC యొక్క రివర్స్ బ్రాంచ్ యొక్క లీనియర్ విభాగం ప్రారంభంలో పరిమితం చేయబడింది. తక్కువ ప్రవాహాల వద్ద, లక్షణం స్థిరమైన వోల్టేజ్ మోడ్ను అందించదు.
సెమీకండక్టర్ పరికరం సామర్థ్యం మరియు దాని రూపకల్పనపై ఆధారపడి ఉండే గరిష్ట శక్తి వెదజల్లడం ద్వారా ఎగువ విలువ పరిమితం చేయబడింది. ఒక మెటల్ కేసులో జెనర్ డయోడ్లు మరింత ప్రస్తుత కోసం రూపొందించబడ్డాయి, అయితే హీట్ సింక్ల ఉపయోగం గురించి మర్చిపోవద్దు.అవి లేకుండా, గరిష్టంగా అనుమతించదగిన వెదజల్లే శక్తి గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
అవకలన నిరోధకత
జెనర్ డయోడ్ యొక్క ఆపరేషన్ను నిర్ణయించే మరొక పరామితి అవకలన నిరోధకత Rst. ఇది వోల్టేజ్ మార్పు ΔU యొక్క ప్రస్తుత మార్పు ΔIకి కారణమైన నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడింది. ఈ విలువ ప్రతిఘటన యొక్క పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఓంలలో కొలుస్తారు. గ్రాఫికల్గా, ఇది లక్షణం యొక్క పని విభాగం యొక్క వాలు యొక్క టాంజెంట్. సహజంగానే, తక్కువ ప్రతిఘటన, మెరుగైన స్థిరీకరణ నాణ్యత. ఆదర్శవంతమైన (ఆచరణలో లేదు) జెనర్ డయోడ్ కోసం, Rst సున్నాకి సమానం - కరెంట్లో ఏదైనా పెరుగుదల వోల్టేజ్లో ఎటువంటి మార్పును కలిగించదు మరియు I-V లక్షణ విభాగం y-అక్షానికి సమాంతరంగా ఉంటుంది.
జెనర్ డయోడ్ మార్కింగ్
మెటల్ కేసులో దేశీయ మరియు దిగుమతి చేసుకున్న జెనర్ డయోడ్లు సరళంగా మరియు స్పష్టంగా గుర్తించబడతాయి. అవి పరికరం పేరు మరియు యానోడ్ మరియు కాథోడ్ యొక్క స్థానంతో స్కీమాటిక్ హోదా రూపంలో గుర్తించబడతాయి.
ప్లాస్టిక్ కేస్లోని పరికరాలు క్యాథోడ్ మరియు యానోడ్ వైపులా వివిధ రంగుల రింగులు మరియు చుక్కలతో గుర్తించబడతాయి. రంగు మరియు అక్షరాల కలయిక ద్వారా, మీరు పరికరం యొక్క రకాన్ని నిర్ణయించవచ్చు, కానీ దీని కోసం మీరు రిఫరెన్స్ పుస్తకాలను పరిశీలించాలి లేదా కాలిక్యులేటర్ ప్రోగ్రామ్లను ఉపయోగించాలి. రెండూ ఇంటర్నెట్లో చూడవచ్చు.
కొన్నిసార్లు తక్కువ-శక్తి జెనర్ డయోడ్లకు స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది.
జెనర్ డయోడ్ స్విచింగ్ సర్క్యూట్లు
జెనర్ డయోడ్పై మారడానికి ప్రధాన సర్క్యూట్ సిరీస్లో ఉంది నిరోధకం, ఇది సెమీకండక్టర్ పరికరం ద్వారా కరెంట్ను సెట్ చేస్తుంది మరియు అదనపు వోల్టేజీని తీసుకుంటుంది. రెండు అంశాలు తయారు చేస్తాయి సాధారణ విభజన. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ మారినప్పుడు, జెనర్ డయోడ్ అంతటా డ్రాప్ స్థిరంగా ఉంటుంది, అయితే రెసిస్టర్లోని డ్రాప్ మారుతుంది.
ఇటువంటి సర్క్యూట్ స్వతంత్రంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు దీనిని పారామెట్రిక్ స్టెబిలైజర్ అంటారు. ఇది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ డ్రా (నిర్దిష్ట పరిమితుల్లో)లో హెచ్చుతగ్గులు ఉన్నప్పటికీ, లోడ్ స్థిరాంకం వద్ద వోల్టేజ్ను నిర్వహిస్తుంది. రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మూలం అవసరమయ్యే చోట ఇదే బ్లాక్ సహాయక సర్క్యూట్గా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.
శక్తి లేదా కొలత లైన్ (స్థిరమైన లేదా యాదృచ్ఛిక ప్రేరణలు) లో అధిక వోల్టేజ్ అసాధారణంగా సంభవించే నుండి సున్నితమైన పరికరాల (సెన్సర్లు, మొదలైనవి) రక్షణగా కూడా ఇటువంటి చేరిక ఉపయోగించబడుతుంది. సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ పైన ఏదైనా "కత్తిరించబడింది". ఇటువంటి పథకాన్ని "జెనర్ అవరోధం" అంటారు.
గతంలో, వోల్టేజ్ శిఖరాలను "కత్తిరించడానికి" జెనర్ డయోడ్ యొక్క లక్షణం పల్స్ షేపర్ సర్క్యూట్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ సర్క్యూట్లలో రెండు-యానోడ్ పరికరాలు ఉపయోగించబడ్డాయి.
కానీ ట్రాన్సిస్టర్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల ఆగమనంతో, ఈ సూత్రం చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడింది.
కావలసిన వోల్టేజ్ కోసం చేతిలో జెనర్ డయోడ్ లేనట్లయితే, దానిని రెండుగా తయారు చేయవచ్చు. మొత్తం స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ రెండు వోల్టేజీల మొత్తానికి సమానంగా ఉంటుంది.
ముఖ్యమైనది! ఆపరేటింగ్ కరెంట్ని పెంచడానికి జెనర్ డయోడ్లను సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయవద్దు! కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాల వ్యాప్తి థర్మల్ బ్రేక్డౌన్ జోన్లోకి ఒక జెనర్ డయోడ్ యొక్క అవుట్పుట్కు దారి తీస్తుంది, ఆపై లోడ్ కరెంట్ యొక్క అదనపు కారణంగా రెండవది విఫలమవుతుంది.
USSR యొక్క సమయాల సాంకేతిక డాక్యుమెంటేషన్లో ఇది అనుమతించబడినప్పటికీ సమాంతరంగా చేర్చడం జెనర్లు సమాంతరంగా ఉంటాయి, అయితే పరికరాలు ఒకే రకంగా ఉండాలి మరియు ఆపరేషన్ సమయంలో మొత్తం అసలైన వెదజల్లే శక్తి ఒకే జెనర్ డయోడ్కు అనుమతించదగినదానిని మించకూడదు. అంటే, ఈ పరిస్థితిలో ఆపరేటింగ్ కరెంట్ పెరుగుదల సాధించబడదు.
అనుమతించదగిన లోడ్ ప్రస్తుత పెంచడానికి, మరొక పథకం ఉపయోగించబడుతుంది. పారామెట్రిక్ స్టెబిలైజర్ ట్రాన్సిస్టర్తో అనుబంధంగా ఉంటుంది మరియు ఉద్గారిణి సర్క్యూట్లోని లోడ్ మరియు స్థిరమైన ఒక ఉద్గారిణి అనుచరుడు పొందబడుతుంది ట్రాన్సిస్టర్ బేస్ వోల్టేజ్.
ఈ సందర్భంలో, స్టెబిలైజర్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఉద్గారిణి జంక్షన్ వద్ద వోల్టేజ్ డ్రాప్ మొత్తం ద్వారా స్థిరీకరణ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది - సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్ కోసం, సుమారు 0.6 V. ఈ తగ్గుదలను భర్తీ చేయడానికి, మీరు దీనితో సిరీస్లో డయోడ్ను ఆన్ చేయవచ్చు. ముందుకు దిశలో జెనర్ డయోడ్.
ఈ విధంగా (ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ డయోడ్లను ఆన్ చేయడం ద్వారా), మీరు స్టెబిలైజర్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను చిన్న పరిధిలో పైకి సర్దుబాటు చేయవచ్చు. మీరు Uoutను సమూలంగా పెంచుకోవాలంటే, సిరీస్లో మరో జెనర్ డయోడ్ను ఆన్ చేయడం మంచిది.
ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో జెనర్ డయోడ్ యొక్క పరిధి విస్తృతమైనది. ఎంపికకు చేతన విధానంతో, ఈ సెమీకండక్టర్ పరికరం డెవలపర్కు కేటాయించిన అనేక సమస్యలను పరిష్కరించడంలో సహాయపడుతుంది.
ఇలాంటి కథనాలు:
