Zener DiodePada sebelumnya Diode Sinyal tutorial, kita melihat bahwa "reverse bias" blok dioda saat

ini di arah sebaliknya, namun akan menderita prematur kerusakan atau kerusakan jika tegangan

reverse diterapkan di itu terlalu tinggi. Namun, Diode Zener atau "Diode Breakdown" seperti

yang kadang-kadang disebut, pada dasarnya sama dengan dioda PN persimpangan standar tetapi

secara khusus dirancang untuk memiliki pra-ditentukan Tegangan rendah Balik Kerusakan

yang mengambil keuntungan dari tegangan balik yang tinggi. Titik di mana sebuah dioda zener

rusak atau melakukan yang disebut "Tegangan Zener" (inci).

Dioda Zener adalah seperti dioda sinyal untuk tujuan umum yang terdiri dari persimpangan PN

silikon. Ketika bias dalam arah maju berperilaku seperti dioda sinyal normal melewati arus

pengenal, tetapi ketika tegangan terbalik diterapkan untuk itu saturasi sebaliknya saat ini tetap

cukup konstan selama berbagai tegangan. Kenaikan tegangan balik sampai rusaknya dioda

tegangan V B dicapai pada titik mana sebuah proses yang disebut Longsor Breakdown terjadi di

lapisan deplesi dan arus yang mengalir melalui dioda zener meningkat secara dramatis dengan

nilai maksimum sirkuit (yang biasanya dibatasi oleh sebuah resistor seri ). Titik tegangan

rusaknya disebut "tegangan zener" untuk dioda zener.

Titik di mana arus dapat dikontrol sangat akurat (kurang dari 1% toleransi) dalam tahap

konstruksi doping dioda dioda memberikan rincian tegangan zener spesifik, (inci) mulai dari

beberapa volt sampai beberapa ratus beberapa volt . Ini rincian zener tegangan pada kurva IV

adalah hampir garis lurus vertikal.

Dioda zener Karakteristik

Dioda Zener yang digunakan dalam "reverse bias" atau modus kerusakan terbalik, yaitu

anoda dioda terhubung ke catu daya negatif. Dari kurva karakteristik IV di atas, kita dapat

melihat bahwa dioda zener memiliki karakteristik wilayah di kebalikannya bias tegangan negatif

hampir konstan terlepas dari nilai arus yang mengalir melalui dioda dan tetap hampir konstan

bahkan dengan perubahan besar dalam saat ini sebagai Selama arus dioda zener tetap antara

rinciannya saat ini saya Z (min) dan nilai arus maksimum saya Z (max).

Kemampuan untuk mengontrol sendiri dapat digunakan untuk efek yang besar untuk mengatur

atau menstabilkan tegangan terhadap sumber pasokan atau variasi beban. Kenyataan bahwa

tegangan melintasi dioda dalam wilayah kerusakan ini ternyata hampir konstan keluar menjadi

aplikasi penting dari dioda zener sebagai regulator tegangan. Fungsi regulator adalah untuk

memberikan tegangan output konstan untuk beban terhubung secara paralel dengan itu meskipun

riak pada tegangan pasokan atau variasi dalam beban saat ini dan dioda zener akan terus

mengatur tegangan sampai saat ini dioda turun di bawah minimum Saya Z (min) nilai di wilayah

rincian sebaliknya.

Dioda Zener Regulator

Dioda zener dapat digunakan untuk menghasilkan tegangan output stabil dengan riak

rendah di bawah kondisi beban yang bervariasi saat ini. Dengan melewati arus kecil melalui

dioda dari sumber tegangan, melalui resistor yang membatasi arus yang sesuai (R S), dioda zener

akan melakukan saat ini cukup untuk mempertahankan penurunan tegangan Vout. Kita ingat dari

tutorial sebelumnya bahwa output tegangan DC dari rectifier setengah atau penuh riak

gelombang berisi dilapiskan ke tegangan DC dan bahwa sebagai perubahan beban nilai sehingga

untuk tidak tegangan output rata-rata. Dengan menghubungkan rangkaian penstabil zener

sederhana seperti ditunjukkan di bawah ini di output dari rectifier, tegangan output lebih stabil

dapat diproduksi.

Zener Diode Regulator

Resistor, R S dihubungkan secara seri dengan dioda zener untuk membatasi aliran arus melalui

dioda dengan sumber tegangan, V S yang terhubung di seluruh kombinasi. Output stabil tegangan

V keluar diambil dari seluruh dioda zener. Dioda zener terhubung dengan terminal katoda yang

terhubung ke rel positif dari suplai DC sehingga reverse bias dan akan beroperasi dalam kondisi

kerusakan tersebut. Resistor R S dipilih sehingga untuk membatasi arus maksimum mengalir

dalam rangkaian.

Dengan tidak adanya beban terhubung ke sirkuit, beban saat ini akan menjadi nol, (saya L

= 0), dan semua melewati rangkaian arus melalui dioda zener yang inturn menghilang daya

maksimum. Juga nilai kecil dari resistor seri R S akan menghasilkan dioda lebih besar arus ketika

resistansi beban R L adalah terhubung dan besar karena hal ini akan meningkatkan kebutuhan

daya disipasi dari dioda sehingga perawatan harus dilakukan ketika memilih nilai yang sesuai

dari seri resistensi sehingga maksimum power rating zeners tidak dilampaui dalam kondisi tanpa

beban atau tinggi-impedansi.

Beban terhubung secara paralel dengan dioda zener, sehingga tegangan di R L adalah

selalu sama dengan tegangan zener, (V R = V Z). Ada zener minimum yang stabilisasi tegangan

efektif dan arus zener harus tetap di atas ini beroperasi nilai di bawah beban dalam wilayah

kerusakan di semua kali. Batas atas saat ini adalah tentu saja tergantung pada rating daya dari

perangkat. Tegangan suplai V S harus lebih besar dari V Z.

Satu masalah kecil dengan sirkuit stabilizer dioda zener dioda adalah bahwa kadang-kadang

dapat menghasilkan kebisingan listrik di atas suplai DC seperti mencoba untuk menstabilkan

tegangan. Biasanya ini bukan masalah bagi sebagian besar aplikasi, tetapi penambahan kapasitor

decoupling nilai yang besar di output zeners mungkin diperlukan untuk memberikan smoothing

tambahan.

Kemudian untuk meringkas sedikit. Sebuah dioda zener selalu dioperasikan dalam

kondisi kebalikannya bias. Sebuah rangkaian regulator tegangan dapat dirancang dengan

menggunakan dioda zener untuk mempertahankan output tegangan DC konstan pada beban

meskipun variasi tegangan input atau perubahan arus beban. Regulator tegangan zener terdiri

dari resistor yang membatasi arus R S dihubungkan secara seri dengan tegangan masukan V S

dengan dioda zener terhubung secara paralel dengan beban R L dalam kondisi bias mundur.

Tegangan output stabil selalu dipilih untuk menjadi sama dengan tegangan rusaknya V Z dioda.

Contoh No1

Sebuah catu daya 5.0V stabil diperlukan untuk diproduksi dari sumber daya DC 12V pasokan

input. Peringkat daya maksimum P Z dari dioda zener adalah 2W. Menggunakan rangkaian

regulator zener di atas menghitung:

a) arus maksimum yang mengalir melalui dioda zener.

b) nilai minimum dari resistor seri, R S

c) beban arus I L jika sebuah resistor beban 1kΩ terhubung melintasi dioda Zener.

d) total pasokan saat ini saya S pada beban penuh.

Zener Diode Tegangan

Serta menghasilkan output tegangan tunggal stabil, dioda zener juga dapat dihubungkan

bersama dalam seri bersama dengan dioda silikon sinyal normal untuk menghasilkan berbagai

output tegangan referensi yang berbeda nilai-nilai seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Dioda zener Terhubung di Seri

Nilai dari dioda Zener individu dapat dipilih sesuai aplikasi sedangkan dioda silikon akan selalu

turun sekitar 0,6 - 0,7 V dalam kondisi bias maju. Tegangan suplai, Vin tentu saja harus lebih

tinggi dari tegangan output terbesar referensi dan dalam contoh kita di atas ini adalah 19v.

Sebuah dioda zener yang khas untuk sirkuit elektronik umum adalah, 500mW BZX55 seri atau

lebih besar 1.3W, BZX85 seri adalah tegangan zener diberikan sebagai, misalnya, C7V5 untuk

7.5V dioda dioda memberikan nomor referensi BZX55C7V5. Rangkaian dioda zener 500mW

tersedia dari sekitar 2,4 sampai sekitar 100 volt dan biasanya memiliki urutan yang sama nilai-

nilai seperti yang digunakan untuk seri resistor 5% (E24) dengan peringkat tegangan individu

untuk dioda ini kecil tapi sangat berguna diberikan dalam tabel di bawah ini.

Diode Zener Tegangan Standar

Dioda Zener BZX55 Daya Penilaian 500mW

2.4V 2.7V 3.0V 3.3V 3.6V 3.9V 4.3V 4.7V

5.1V 5.6V 6.2V 6.8V 7.5V 8.2V 9.1V 10V

11V 12V 13V 15V 16V 18V 20V 22V

24V 27V 30V 33V 36V 39V 43V 47V

Dioda Zener BZX85 Daya Penilaian 1.3W

3.3V 3.6V 3.9V 4.3V 4.7V 5.1V 5.6 6.2V

6.8V 7.5V 8.2V 9.1V 10V 11V 12V 13V

15V 16V 18V 20V 22V 24V 27V 30V

33V 36V 39V 43V 47V 51V 56V 62V

Diode Zener Kliping Sirkuit

Sejauh ini kita telah melihat bagaimana sebuah dioda zener dapat digunakan untuk

mengatur sumber DC konstan tetapi bagaimana jika sinyal input adalah bukan negara DC stabil

tapi bolak AC gelombang bagaimana dioda zener bereaksi terhadap sinyal yang terus berubah.

Diode kliping dan menjepit sirkuit yang sirkuit yang digunakan untuk membentuk atau

memodifikasi bentuk gelombang input AC (atau sinusoid ada) menghasilkan output bentuk

gelombang yang berbeda tergantung pada pengaturan sirkuit. Dioda pemotong sirkuit juga

disebut pembatas karena mereka membatasi atau klip-off bagian (atau negatif) positif dari sinyal

masukan AC. Sebagai batas sirkuit zener gunting atau cut-off bagian dari gelombang di antara

mereka, mereka terutama digunakan untuk perlindungan sirkuit atau di sirkuit membentuk

gelombang. Sebagai contoh, jika kita ingin klip bentuk gelombang output pada 7,5 V, kita akan

menggunakan dioda zener 7.5V. Jika gelombang keluaran mencoba untuk melebihi batas 7.5V,

dioda zener akan "klip-off" kelebihan tegangan dari input menghasilkan gelombang dengan rata

atas tetap menjaga output konstan pada 7,5 V. Perhatikan bahwa dalam kondisi bias maju dioda

zener dioda masih dan ketika output AC gelombang berjalan negatif di bawah-0,7 V, dioda zener

ternyata "ON" seperti dioda silikon normal dan klip output di-0.7V seperti yang ditunjukkan di

bawah ini.

Gelombang persegi Sinyal

Kembali ke dioda zener terhubung kembali dapat digunakan sebagai regulator AC

memproduksi apa yang bercanda disebut "gelombang persegi orang miskin generator".

Menggunakan pengaturan ini kita dapat klip bentuk gelombang antara nilai positif dari 8,2 V dan

nilai negatif dari-8.2V untuk dioda zener 7.5V. Jika kita ingin klip bentuk gelombang output

antara minimum yang berbeda dan nilai-nilai maksimum untuk misalnya, 8 V dan-6V, gunakan

hanya akan menggunakan dua dioda zener berbeda dinilai.

Perhatikan bahwa output akan benar-benar klip bentuk gelombang AC antara 8,7 V dan-6.7V

akibat penambahan tegangan maju dioda biasing, yang menambahkan drop tegangan 0,7 V yang

lain untuk itu. Jenis konfigurasi pemotong cukup umum untuk melindungi sirkuit elektronik dari

tegangan lebih. Kedua zeners umumnya ditempatkan di terminal catu daya input dan selama

operasi normal, salah satu dari dioda zener adalah "OFF" dan dioda memiliki sedikit atau tidak

berpengaruh. Namun, jika gelombang tegangan input melebihi batas, maka zeners giliran "ON"

dan klip masukan untuk melindungi sirkuit.

Dalam tutorial berikutnya tentang dioda, kita akan melihat menggunakan persimpangan PN bias

maju dioda untuk menghasilkan cahaya. Kita tahu dari tutorial sebelumnya bahwa ketika

pembawa muatan bergerak di persimpangan, elektron bergabung dengan lubang dan energi yang

hilang dalam bentuk panas, tetapi juga beberapa dari energi ini hilang saat foton tapi kita tidak

bisa melihat mereka. Jika kita menempatkan sebuah lensa tembus di persimpangan, cahaya

tampak akan diproduksi dan dioda menjadi sumber cahaya. Efek ini menghasilkan jenis lain dari

dioda dikenal umum sebagai Light Emitting Diode yang mengambil keuntungan dari

karakteristik ini menghasilkan cahaya untuk memancarkan cahaya (foton) dalam berbagai warna

dan panjang gelombang.