อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ - ซีเนอร์ไดโอด

เป็นเซมิคอนดักเตอร์ไดโอดชนิดเฉพาะซึ่งทำขึ้นเพื่อใช้งานในพื้นที่การสลายย้อนกลับ รูปต่อไปนี้แสดงโครงสร้างผลึกและสัญลักษณ์ของซีเนอร์ไดโอด ส่วนใหญ่จะคล้ายกับไดโอดธรรมดา อย่างไรก็ตามมีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อแยกความแตกต่างจากสัญลักษณ์ของไดโอดปกติ เส้นโค้งงอระบุตัวอักษร 'Z' ของซีเนอร์

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดในไดโอดซีเนอร์และไดโอดทางแยก PN ปกติอยู่ในโหมดที่ใช้ในวงจร โดยปกติไดโอดเหล่านี้จะทำงานในทิศทางอคติย้อนกลับเท่านั้นซึ่งหมายความว่าขั้วบวกต้องเชื่อมต่อกับด้านลบของแหล่งจ่ายแรงดันและขั้วลบกับขั้วบวก

หากใช้ไดโอดธรรมดาแบบเดียวกับซีเนอร์ไดโอดไดโอดจะถูกทำลายเนื่องจากกระแสไฟมากเกินไป คุณสมบัตินี้ทำให้ซีเนอร์ไดโอดมีนัยสำคัญน้อยลง

ภาพประกอบต่อไปนี้แสดงตัวควบคุมที่มีซีเนอร์ไดโอด

ไดโอดซีเนอร์เชื่อมต่อในทิศทางไบแอสย้อนกลับกับแหล่งจ่าย DC ที่ไม่มีการควบคุม มีการเจืออย่างมากเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าพังย้อนกลับลดลง ส่งผลให้ชั้นพร่องบางมาก ด้วยเหตุนี้ซีเนอร์ไดโอดจึงมีแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับที่คมชัดV_z.

ตามการทำงานของวงจรการสลายจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วโดยมีกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันดังแสดงในรูปต่อไปนี้

แรงดันไฟฟ้า V_zคงที่เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น เนื่องจากคุณสมบัตินี้ซีเนอร์ไดโอดจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ให้แรงดันเอาต์พุตเกือบคงที่โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าผ่านซีเนอร์ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้ายังคงอยู่ที่ค่าคงที่

เราจะเห็นว่าที่แรงดันย้อนกลับเฉพาะที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าที่หัวเข่ากระแสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยแรงดันคงที่ เนื่องจากคุณสมบัตินี้ไดโอดซีเนอร์จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า