Die elektronischen Geräte in Ihrem Haushalt sind auf ihre Funktionsfähigkeit angewiesen. Diese Stromkreise sind so ausgelegt, dass sie den Strom für ihre verschiedenen Anwendungen in die richtige Richtung fließen lassen. Die Steuerung des Stromflusses kann angesichts der verschiedenen Zwecke, denen Strom dient, kompliziert sein. Hier kommen Dioden ins Spiel.
Zener-Diode
Dioden werden verwendet, um Strom in einer einzigen Richtung durch einen Stromkreis fließen zu lassen. Zenerdioden unterscheiden sich von anderen Arten von Dioden dadurch, dass sie, wenn Sie sie in umgekehrter Richtung in einem Stromkreis anschließen, so dass Strom in die andere Richtung über eine Diode fließt, sie einen kleinen Leckstrom fließen lassen. Dies ist eine Art von Strom, der zur Erde fließt, um zu verhindern, dass er andere Teile des Stromkreises beeinflusst und die Diode selbst beschädigt.
Sie können Dioden wie die Zener-Diode verwenden, um zwischen Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) umzuwandeln. Wechselstrom wechselt zwischen dem Fließen in eine Richtung und dem Fließen in die andere, während sich Gleichstrom nur in eine Richtung bewegt. In vielen dieser elektrischen Konfigurationen finden Sie Brückengleichrichter oder Gleichrichterdioden.
Gleichrichter können Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, indem sie entweder nur eine Richtung, positiv oder negativ, zulassen. des Stromflusses oder durch Umwandeln einer Richtung des Wechselstromzyklus in die andere Richtung. Gleichrichter wandeln zwischen den Gleichstromversorgungen, die Strom über weite Entfernungen transportieren, in Wechselstrom um, der in den meisten Haushaltsgeräten zu finden ist.
Zener-Reverse-Breakdown-Spannung
Diese Eigenschaften lassen Zener-Dioden eine definierte Durchbruchspannung in Sperrrichtung haben. Dies ist die Spannung, bei der die Dioden beginnen, Strom in Sperrrichtung zu leiten, und es ist ein Unterschied zwischen Zener-Dioden- und Gleichrichterdioden-Setups. Diese Dioden haben einen definierten Spannungsabfall, der sich über einen Bereich von Eingangsspannungen nicht wesentlich ändert.
Sobald Sie bei einer Zener-Diode die Spannung in Sperrrichtung bis zur Durchbruchspannung erhöhen, fließt der Strom durch die Diode. Der Vorwiderstand der Diode regelt den Maximalwert des Stroms, bevor er sich auf einen konstanten Wert stabilisiert. Dieser Wert bleibt dann konstant, egal wie stark Sie die Eingangsspannung ändern.
Wenn Sie die Spannung auf einen Wert erhöhen, der größer als die Durchbruchspannung ist, bildet sich am Widerstand ein Spannungsabfall. Der Strom würde durch die Diode fließen, und das Gerät wird mit Masse verbunden, wodurch die Diode kurzgeschlossen wird. Dies würde die Last vom Netz trennen und die Spannung regeln.
Anwendungen für Zener-Dioden
Aus diesen Gründen eignen sich Zenerdioden gut zur Spannungsregelung in Schaltungen. Sie finden diese Eigenschaften von Zener-Dioden in Anwendungen der Spannungsregelung, Überspannungsschutz und Clipper-Schaltungen.
Zener-Dioden in Clipper-Schaltungen können die Form des Wechselstroms ändern, um entweder seine Vorwärts- oder Rückwärtszyklen zu begrenzen. Zener-Dioden erweisen sich als nützlich, um die Spannung in verschiedenen Stromkreisen zu regulieren, wenn zu viel oder zu wenig vorhanden ist. Die Einfachheit ihres Designs und ihrer Verwendung macht sie zu idealen Kandidaten für die Spannungswandlung.
Diodendesign
Gleichrichter verwenden wie Zener-Dioden P-N-Übergänge, Halbleitermaterialien, die Strom nur in eine Richtung fließen lassen. Diese werden unter Verwendung von p-Typ-Halbleitern neben n-Typ-Halbleitern mit einer "p"-Seite mit zusätzlichen Löchern, also Stellen ohne Elektronen, die positiv geladen sind, entwickelt. Im Gegensatz dazu hat die "n"-Seite mehr Elektronen in ihren äußeren Schalen, wodurch sie negativ geladen wird.
Diese Halbleitermaterialien bestehen aus Metallen wie Gallium oder Metalloiden wie Silizium, dem Hauptmaterial, das Zener-Dioden umfasst, gemischt mit anderen Elementen wie Phosphor. Durch die Anordnung zwischen diesen Atomen kann Strom fließen, und Sie können Brückengleichrichter finden, die durch diese Designs eine breite Palette von Strömen steuern.