Erilaisia elektronisia laitteita käytetään laajasti jokapäiväisessä elämässä ja ammatillisessa toiminnassa kaikilla alueilla. Niiden suorituskyky varmistetaan vakiojännitelähteellä, joka saa virtaa verkkovirrasta. Verkkojännite "kävelee" usein laajoissa rajoissa, ja ilman erityistoimenpiteitä kaikki nämä muutokset heijastuvat suoraan lähtöjännitteeseen. Tällä ei ole parasta vaikutusta elektronisen laitteen toimintaan. Tämän haitan voittamiseksi käytetään useita piiriratkaisuja lähteen lähtöjännitteen vakauttamiseksi. Valtaosan stabilointipiirien avainkomponentin toiminnot suorittaa zener-diodi.
Zener-diodin ominaisuudet
Zener-diodi (ulkomaisessa kirjallisuudessa kutsutaan usein keksijän nimellä Zener-diodiksi) on puolijohdediodi, jota käytetään päinvastaisessa esijännitetilassa. Johtuen vastaavasta pn-liitoksen rakenteesta jännitearvolla, joka saavuttaa tietyn kynnysjännitteen, se alkaa sähköinen hajoaminen, jonka seurauksena virta nousee jyrkästi hyvin pienellä muutoksella jännitteen pudotuksessa risteyksessä, kuten kuvassa Kuvio 1. Tämä alue toimii zener-diodilla.
Standardoidut parametrit
Valmistaja määrittelee teknisissä tiedoissa joukon parametreja, jotka ovat tarpeen vakautuspiirien suunnittelussa.
Vaaditaan:
- stabilointijännite;
- suurin virta.
Neuvostoliiton zener-diodien käytön mukavuutta helpottaa huomattavasti se, että stabilointijännite syötetään nimenomaisesti niiden indeksiin. Esimerkiksi nimitys KS147 tarkoittaa pii-zener-diodia, jonka stabilointijännite on 4,7 V.
Yksinkertaisin vakauttamisjärjestelmä
Yksinkertaisin ns. Parametrinen stabilointipiiri on esitetty kuvassa 2 ja se on koottu zener-diodista ja rajoittavasta vastuksesta R. Se toimii seuraavasti. Kun esimerkiksi syöttöjännite nousee AU: lla, zener-diodin läpi kulkeva virta kasvaa välittömästi, minkä seurauksena AU putoaa arvoon R ja ketjun tulojännite pysyy muuttumattomana.
Piirin vahva puoli kuvassa 2 on normaali suorituskyky sekä tasaisella että äkillisellä tulojännitteen muutoksella. Vakautuksen laadun parantamiseksi edelleen impulssinsyötön aikana suuri kondensaattori sisältyy usein rinnan zener-diodin kanssa.
Huollettavuuden tarkistus
Zener-diodin kunnon tarkistus on samanlainen kuin tavallisen diodin tarkistus ja se suoritetaan yleismittarilla: elementin on osoitettava suuri vastus yhteen suuntaan ja pieni toiseen suuntaan, kuva 3. Tämä johtuu siitä, että rikkoutumisjännite on huomattavasti suurempi kuin testerin lähtöjännite vastuksen mittaustilassa.