نکات طراحی با دیود زنر

دیود زنر معمولا شیشه‌ای و نارنجی رنگ بوده که یک نوار مشکی رنگ نیز در یک طرف دیود وجود دارد. نوار مشکی رنگ قسمت کاتد دیود را نشان می‌دهد. و قسمت دیگر آند دیود می‌باشد. ظاهر این دیود همانند بعضی از دیود‌های معمولی مثل ۱n۴۱۴۸ می‌باشد. دقت کنید این دیود‌ها را با هم اشتباه نگیرید.

zener diode یکی از پراستفاده‌ترین قطعات در مدارات الکترونیکی می‌باشد و معمولا این دیود در نزدیکی آی سی‌ها مشاهده می‌شود تا ولتاژ آی سی مورد نظر را تثبیت کند.

دیود‌های معمولی به هیچ عنوان نباید در منطقه شکست یا نزدیک این منطقه کار کنند زیرا احتمال سوختن آن‌ها افزایش می‌یابد. اما zener diode به شکلی طراحی شده که در منطقه شکست کار کند. به همین دلیل به این دیود دیود شکست یا Breakdown Diode نیز می‌گویند.

به مدار‌هایی که جهت ثابت نگه داشتن ولتاژ بار در مقابل تغییرات برق شهر و یا تغییرات بار مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، تثبیت کننده ولتاژ یا  Voltage Regulator میگویند. مهمترین نقش زنر در مدارات الکترونیکی رگوله کردن ولتاژ می‌باشد.

تفاوت دیود زنر با دیود معمولی

دیود زنر در بایاس مستقیم مثل دیود معمولی عمل کرده ولی با توجه به قیمت بالای آن نسبت به دیود معمولی، دیود زنر معمولا در بایاس معکوس استفاده می‌شود. و با توجه به ولتاژ کاری دیود انتخابی، برای مثال ۱N۴۷۲۸ مقدار ولتاژ ۳.۳ ولت را به صورت ثابت به مدار تزریق می‌کند.

شماتیک دیود زنر

شماتیک دیود زنر نیز شبیه دیود معمولی بوده با این تفاوت که در قسمت کاتد خط صاف به خط شکسته تغییر پیدا کرده است.

کد چاپ شده بر روی بدنه دیود زنر

بر روی بدنه دیود زنر معمولا ولتاژ کاری چاپ نمی‌شود و این ولتاژ با استفاده از کد بر روی بدنه حک شده است. برخی دیود‌های زنر از جمله دیود‌های نوع SMD فاقد کد عددی و یا کد رنگی می‌باشند، جهت بدست آوردن ولتاژ کاری حدودی این دیود‌ها می‌توان به صورت عملی که در مقاله ۰۰۰۰۰۰۰ می‌باشد، استفاده کنیم. اما در صورتی که کد بر روی بدنه دیود وجود داشت، آن کد را در سایت گوگل سرچ کرده و پارامتر‌های مهم دیود را به دست آورید.

پارامتر‌های مهم دیتاشیت  Zener Diode

حداکثر توان یا PZ

PZ توان مصرفی Zener Diode است که اگر در دیتاشیت وجود نداشت، میتوان ولتاژ دیود زنر را در جریانش ضرب کرده و به توان دیود یا همان PZ  برسیم. برای مثال دیود ۱N۴۷۲۸ دارای ولتاژ شکست ۳.۳ ولت و جریان کاری 276mA می‌باشد. در نتیجه PZ  در حدود یک وات است.

دیود‌های زنر در توان‌های متفاوتی از ۰.۲۵ وات الی ۵۰ وات صنعتی ساخته شده اند. ولی دقت داشته باشید در صورتی که توان دیود زنر را ۰.۵ وات انتخاب کرده اید، حداکثر توان عبوری از این دیود نزدیک به ۰.۵ وات نباشد، زیرا در آستانه سوختن قرار گرفته و به زودی از بین خواهد رفت. در صورتی که ضریب طراحی ۲ را در نظر بگیریم بهتر است برای توان ۰.۲۵ وات از دیود‌های زنر با توان حدودی ۰.۵ وات استفاده کنیم تا دیود قرار گرفته در مدار به راحتی نسوزد.

حداثر جریان

حداکثر جریان zener diode را با IZM در برگه راهنما نمایش می‌دهند و این جریان، جریان مجاز دیود می‌باشد.

تولرانس

این مقدار با درصد بیان می‌شود و اگر برای دیود زنر با ولتاژ شکست ۱۰ ولت ۵ درصد لحاظ شده باشد، بدین معنی است که ولتاژ شکست این دیود می‌تواند مابین ولتاژ ۹.۵ الی ۱۰.۵ ولت قرار داشته باشد.

مقاومت zener diode

این پارارمتر را با نماد Zzk یا Zzt  ویا Rzt در برگه راهنما نمایش می‌دهند.

ولتاژ شکست زنر

Zener voltage اصلی‌ترین پارامتر دیود زنر بوده و ولتاژ شکست این دیود را نمایش می‌دهد. دیود زنر در ولتاژ‌های شکست متفاوتی بین ۲.۴ ولت الی ۱۰۰ ولت ساخته شده اند. که با توجه به دیتاشیت دیود ساخته شده می‌توان ولتاژ و حداکثر جریان عبوری از دیود مورد نظر را پیدا کرد. به ولتاژ زنر ولتاژ شکست، ولتاژ بهمنی و ولتاژ زانو نیز می‌گویند.

نحوه تست zener diode

در بایاس مستقیم همانند دیود معمولی تست می‌شود. مراحل تست در بایاس مستقیم به شرح ذیل است:

1. مولتیمتر دیجیتال را بر روی تست دیود قرار دهید.
2. پراب قرمز را به آند دیود زنر متصل کنید.
3. پراب مشکی را به کاتد متصل کنید.
4. عدد بین ۰.۳ ولت الی ۰.۸ ولت بر روی صفحه نمایشگر مولتیمتر نمایش داده می‌شود.

حال همین تست را در بایاس معکوس انجام می‌دهیم:

1. مولتیمتر دیجیتال را بر روی تست دیود قرار دهید.
2. پراب قرمز را به کاتد دیود زنر متصل کنید.
3. پراب مشکی را به آند متصل کنید.
4. در این صورت دیود به اصطلاح راه نمیدهد و عدد بینهایت را بر روی مولتیمتر مشاهده می‌کنید.

با تست zener diode در بایاس مستقیم و معکوس متوجه می‌شویم دیود ما سالم می‌باشد.

تست دیود زنر داخل مدار

از آنجایی که تست داخل مدار قطعی نیست، میتوان تست احتمالی زیر را انجام داد:

1. مولتیمتر دیجیتال را بر روی تست بوق قرار دهید.
2. پراب‌های مولتیمتر را به دو سر دیود زنر داخل مدار متصل کنید (جهت اتصال پراب‌ها مهم نیست).
3. اگر مولتیمتر بوقی نزد احتمالا دیود زنر سالم است.

در تست بالا اگر مولتیمتر دیجیتال بوق زد بهتر است zener diode را از مدار خارج کرده و تست خارج از مدار را تکرار کنید.

تست نشتی دیود زنر خارج از مدار

برای تست نشتی دیود زنر، سلکتور مولتیمتر دیجیتال را بر روی بیشترین مقدار اندازه گیری اهم قرار دهید و پراب قرمز را به کاتد و پراب مشکی را به آند دیود زنر متصل کنید. در این صورت مقاومت بینهایت بوده و متوجه می‌شویم دیود زنر ما حتی نشتی هم ندارد.

ویدیو تست دیود زنر

برای دیدن ویدیو تست دیود زنر میتوانید اینجا کلیک کنید و از کانال تصویری یوتیوب به صورت رایگان استفاده کنید. در صورتی که نظر و یا پیشنهادی در رابطه با تست دیود زنر داشتید، میتوانید نظرات ارزشمند خودتون همین پایین ارسال کنید.