Elektronické spotřebiče ve vaší domácnosti závisí na fungování jejich obvodů. Tyto elektrické obvody jsou navrženy tak, aby umožňovaly tok elektřiny v příslušném směru pro jejich různá použití. Řízení toku elektřiny může být komplikované vzhledem k různým účelům, ke kterým elektřina slouží. To je místo, kde přicházejí diody.
Zenerova dioda
Diody se používají k tomu, aby nechaly elektřinu proudit obvodem v jednom směru. Zenerovy diody se liší od ostatních typů diod v tom, že když je zapojíte v obvodu opačným směrem, takže proud teče opačně přes diodu, nechají protékat malý svodový proud. Jedná se o typ proudu, který proudí k zemi, aby zabránil ovlivnění dalších částí obvodu a zabránil poškození samotné diody.
Při převodu mezi střídavým proudem (AC) a stejnosměrným proudem (DC) můžete použít diody, jako je Zenerova dioda. Střídavý proud se mění mezi protékajícím jedním směrem a protékajícím druhým, zatímco stejnosměrný proud se pohybuje pouze jedním směrem. V mnoha z těchto elektrických sestav najdete můstkové usměrňovače nebo usměrňovací diody.
Usměrňovače mohou převádět střídavý proud na stejnosměrný proud buď tak, že nechají pouze jeden směr, kladný nebo záporný, toku proudu, nebo převedením jednoho směru cyklu střídavého proudu na druhý směr. Usměrňovače převádějí mezi stejnosměrnými napájecími zdroji, které přenášejí elektřinu na velké vzdálenosti, na střídavý proud, který se nachází ve většině domácích spotřebičů.
Zenerovo reverzní poruchové napětí
Tyto vlastnosti umožňují, aby Zenerovy diody měly definitivní reverzní průrazné napětí. Toto je napětí, při kterém diody začínají vést proud v opačném směru, a je to jeden rozdíl mezi nastavením Zenerovy diody a usměrňovací diody. Tyto diody mají definovaný pokles napětí, který se v rozsahu vstupních napětí příliš nemění.
Jakmile zvýšíte napětí v opačném směru pro Zenerovu diodu do bodu, kde dosáhne průrazného napětí, protéká proud diodou. Sériový rezistor diody řídí maximální hodnotu proudu, než se stabilizuje na konstantní hodnotu. Tato hodnota pak zůstane konstantní bez ohledu na to, jak moc změníte vstupní napětí.
Pokud zvýšíte napětí na hodnotu větší než průrazné napětí, na rezistoru se vytvoří úbytek napětí. Proud by protékal diodou a zařízení by se připojilo k zemi a zkratovalo by diodu. To by odpojilo zátěž od napájení a regulovalo napětí.
Zenerovy diodové aplikace
Z těchto důvodů jsou Zenerovy diody velmi vhodné pro účely regulace napětí v obvodech. Tyto charakteristiky Zenerových diod najdete v aplikacích regulace napětí, omezovačů přepětí a obvodů Clipper.
Zenerovy diody v obvodech clipperu mohou změnit tvar střídavého proudu a omezit tak jeho cykly dopředu nebo dozadu. Zenerovy diody se osvědčily pro regulaci napětí v různých obvodech, když je jich příliš mnoho nebo příliš málo. Jednoduchost jejich konstrukce a použití z nich dělá ideální kandidáty pro převod napětí.
Diodový design
Stejně jako Zenerovy diody, usměrňovače používají přechody P-N, polovodičové materiály, které nechávají proud proudit pouze jedním směrem. Jsou konstruovány pomocí polovodičů typu p vedle polovodičů typu n se stranou „p“, která má další otvory, místa bez elektronů, která jsou kladně nabitá. Naproti tomu strana „n“ má ve vnějších skořápkách více elektronů, což ji činí záporně nabitou.
Tyto polovodičové materiály jsou vyrobeny z kovů, jako je galium nebo metaloidů, jako je křemík, což je primární materiál, který zahrnuje Zenerovy diody, ve směsi s dalšími prvky, jako je fosfor. Umístění mezi těmito atomy umožňuje tok proudu a v těchto konstrukcích najdete můstkové usměrňovače ovládající širokou škálu proudů.
