Urządzenia półprzewodnikowe - dioda Zenera
Jest to specyficzny rodzaj diody półprzewodnikowej, która jest stworzona do pracy w regionie przebicia wstecznego. Poniższy rysunek przedstawia strukturę kryształu i symbol diody Zenera. Jest głównie podobny do tradycyjnej diody. Wprowadzono jednak niewielką modyfikację, aby odróżnić go od symbolu zwykłej diody. Wygięta linia wskazuje literę Zenera „Z”.
Najbardziej znacząca różnica między diodami Zenera i zwykłymi diodami złączowymi PN dotyczy trybu, w jakim są używane w obwodach. Diody te normalnie działają tylko w odwrotnym kierunku polaryzacji, co oznacza, że anoda musi być podłączona do ujemnej strony źródła napięcia, a katoda do dodatniej.
Jeśli zwykła dioda jest używana w taki sam sposób jak dioda Zenera, zostanie zniszczona z powodu nadmiernego prądu. Ta właściwość sprawia, że dioda Zenera ma mniejsze znaczenie.
Poniższa ilustracja przedstawia regulator z diodą Zenera.
Dioda Zenera jest podłączona w odwrotnym kierunku polaryzacji przez nieregulowane źródło zasilania DC. Jest silnie domieszkowany, co zmniejsza odwrotne napięcie przebicia. Powoduje to bardzo cienką warstwę zubożenia. Z tego powodu dioda Zenera ma ostre odwrotne napięcie przebiciaVz.
Zgodnie z działaniem obwodu, przebicie następuje gwałtownie z nagłym wzrostem prądu, jak pokazano na poniższym rysunku.
Napięcie Vzpozostaje stały wraz ze wzrostem prądu. Ze względu na tę właściwość dioda Zenera znajduje szerokie zastosowanie w regulacji napięcia. Zapewnia prawie stałe napięcie wyjściowe niezależnie od zmian prądu płynącego przez Zenera. W ten sposób napięcie obciążenia pozostaje na stałym poziomie.
Widzimy, że przy określonym napięciu wstecznym, znanym jako napięcie kolanowe, prąd gwałtownie rośnie przy stałym napięciu. Dzięki tej właściwości diody Zenera znajdują szerokie zastosowanie w stabilizacji napięcia.