Halbleiterbauelemente - Zenerdiode

Es handelt sich um einen speziellen Typ einer Halbleiterdiode, die für den Betrieb im Sperrbereich ausgelegt ist. Die folgende Abbildung zeigt die Kristallstruktur und das Symbol einer Zenerdiode. Es ähnelt größtenteils dem einer herkömmlichen Diode. Es wird jedoch eine kleine Modifikation vorgenommen, um es von einem Symbol einer regulären Diode zu unterscheiden. Die gebogene Linie zeigt den Buchstaben 'Z' des Zener an.

Der bedeutendste Unterschied zwischen Zenerdioden und regulären PN-Sperrschichtdioden besteht in der Art und Weise, in der sie in Schaltungen verwendet werden. Diese Dioden werden normalerweise nur in Sperrrichtung betrieben, was bedeutet, dass die Anode mit der negativen Seite der Spannungsquelle und die Kathode mit der positiven Seite verbunden sein muss.

Wenn eine reguläre Diode wie die Zenerdiode verwendet wird, wird sie durch übermäßigen Strom zerstört. Diese Eigenschaft macht die Zenerdiode weniger bedeutend.

Die folgende Abbildung zeigt einen Regler mit einer Zenerdiode.

Die Zenerdiode ist in Sperrrichtung über eine ungeregelte Gleichstromversorgungsquelle geschaltet. Es ist stark dotiert, so dass die Sperrspannung reduziert wird. Dies führt zu einer sehr dünnen Verarmungsschicht. Aufgrund dessen hat die Zenerdiode eine scharfe SperrspannungVz.

Gemäß der Schaltungsaktion tritt ein starker Ausfall mit einem plötzlichen Anstieg des Stroms auf, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Stromspannung Vzbleibt mit steigendem Strom konstant. Aufgrund dieser Eigenschaft wird die Zenerdiode häufig in der Spannungsregelung verwendet. Es liefert unabhängig von der Stromänderung durch den Zener eine nahezu konstante Ausgangsspannung. Somit bleibt die Lastspannung auf einem konstanten Wert.

Wir können sehen, dass bei einer bestimmten Sperrspannung, die als Kniespannung bekannt ist, der Strom bei konstanter Spannung stark ansteigt. Aufgrund dieser Eigenschaft werden Zenerdioden häufig zur Spannungsstabilisierung eingesetzt.