Elektronički uređaji u vašem kućanstvu ovise o njihovom krugu kako bi funkcionirali. Ti su električni krugovi dizajnirani na način da puštaju struju u odgovarajućem smjeru za njihovu različitu upotrebu. Kontrola protoka električne energije može biti komplicirana s obzirom na različite svrhe koje električna energija služi. Tu dolaze diode.
Zener dioda
Diode se koriste za puštanje struje u jednom smjeru kroz krug. Zener diode razlikuju se od ostalih vrsta dioda po tome što, kada ih spojite u obrnutom smjeru u krugu, tako da struja teče obrnuto preko diode, puste malu struju curenja. Ovo je vrsta struje koja teče na tlo kako bi spriječila da utječe na druge dijelove kruga, kao i da spriječi oštećenje same diode.
Diode poput Zener diode možete koristiti za pretvaranje između izmjenične i istosmjerne struje. Izmjenična struja mijenja se između protoka u jednom smjeru i protoka u drugom smjeru, dok se istosmjerna struja kreće samo u jednom smjeru. U mnogim od ovih električnih postavki možete pronaći mostovne ispravljače ili ispravljačke diode.
Ispravljači mogu pretvoriti izmjeničnu u istosmjernu struju puštajući samo jedan smjer, pozitivan ili negativan, protoka struje ili pretvaranjem jednog smjera ciklusa izmjenične struje u drugi smjer. Ispravljači pretvaraju između istosmjernih izvora napajanja koji prenose električnu energiju na velike udaljenosti u izmjeničnu struju koja se nalazi u većini kućanskih uređaja.
Zenerov napon obrnutog proboja
Te karakteristike omogućuju Zener-diodama da imaju određeni napon obrnutog probijanja. To je napon na kojem diode počinju provoditi struju u obrnutom smjeru i to je jedna razlika između postavki Zener diode i ispravljača dioda. Te diode imaju definirani pad napona koji se ne mijenja puno u rasponu ulaznih napona.
Čim povećate napon u obrnutom smjeru za Zener-diodu do točke kada dostigne napon proboja, struja teče kroz diodu. Serijski otpor diode upravlja maksimalnom vrijednošću struje prije nego što se stabilizira na konstantnu vrijednost. Ta vrijednost tada ostaje konstantna bez obzira na to koliko promijenili ulazni napon.
Ako napon povećate na vrijednost veću od napona proboja, na otporniku će se stvoriti pad napona. Struja bi tekla kroz diodu, a uređaj se spaja na zemlju, prekidajući diodu u kratkom spoju. To bi odvojilo teret od napajanja i reguliralo napon.
Primjene Zener dioda
Iz tih razloga, Zener diode su vrlo pogodne za regulaciju napona u krugovima. Ove karakteristike Zener dioda pronaći ćete u primjenama regulacije napona, prenaponskih prigušivača i krugova za rezanje.
Zener diode u strujnim krugovima za rezanje mogu promijeniti oblik izmjenične struje kako bi ograničile ciklus naprijed ili natrag. Zener diode se pokazuju korisnima za regulaciju napona u različitim krugovima kada ih ima previše ili premalo. Jednostavnost dizajna i upotrebe čine ih idealnim kandidatima za pretvaranje napona.
Dizajn dioda
Poput Zener dioda, ispravljači koriste P-N spojeve, poluvodičke materijale koji propuštaju struju samo u jednom smjeru. Oni su konstruirani pomoću poluvodiča p-tipa pored poluvodiča n-tipa s "p" stranicom koja ima dodatne rupe, mjesta bez elektrona, koja su pozitivno nabijena. Suprotno tome, "n" strana ima više elektrona u vanjskim ovojnicama, što je čini negativno nabijenom.
Ovi poluvodički materijali izrađeni su od metala poput galija ili metaloida poput silicija, primarnog materijala koji sadrži Zener diode, pomiješane s drugim elementima poput fosfora. Smještaj između ovih atoma omogućuje protok struje, a pomoću ovih dizajna možete pronaći mostovne ispravljače koji kontroliraju širok raspon struja.