Z-dióda

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Zener-dióda feszültség-áram karakterisztikája

A Zener-dióda egy feszültségstabilizáló dióda, melynél a PN átmenet azon tulajdonságát használják ki, hogy a zárófeszültség állandó a kivezetések között, ha a letörési tartományban működik. Felépítését tekintve egy különlegesen szennyezett szilícium dióda, mely veszteség nélkül üzemeltethető a letörési tartományban. Nyitóirányban a hagyományos szilíciumdiódáknak megfelelő a működése. Záróirányban a PN átmenet szennyezettségétől függően UZK Zener-feszültségig nagy ellenállást, majd a Zener-feszültség elérése után kis ellenállást képvisel. A szennyezés mértéke azért nagyobb, mert a letörési feszültségszintet csökkenteni kell, mivel a kisértékű differenciális ellenállás csak így érhető el.

A karakterisztikájában négy fő tartományt különböztethetünk meg:
I. Nyitó tartomány: karakterisztikája a hagyományos szilícium diódáéval megegyezik.
II. Zárótartomány: kis zárási áram folyik, a dióda ellenállása nagy.
III. Könyöktartomány: itt kezdődik meg a letörési jelenség. Az erősen szennyezett dióda 6V-nál kezdi a letörést.
IV. Letörési tartomány: kis feszültségváltozás nagy áramváltozást eredményez, ezek határozzák meg az rz differenciális ellenállását a diódának. r_z = {\mathcal{4}U_Z  \over \mathcal{4}I_Z} A maximális áram IZmax lehet, mely után a dióda hőhalált hal. Az áramhatárolást egy párhuzamos ellenállással lehet megoldani. A Zener-diódák tulajdonságai erősen hőmérsékletfüggőek.

A Zener-diódákat az elektronikában feszültségstabilizálásra és feszültséghatárolásra használják. Nagyobb áram elérésére párhuzamos kapcsolás nem lehetséges, mert ez tökéletesen egyező karakterisztikát igényelne a két diódától, ami a gyakorlatban nem létezik, ezért ezt különféle áramkörökkel oldják meg.