Czym jest dioda Zenera i gdzie znajduje zastosowanie?

Dioda Zenera jest diodą półprzewodnikową, której działanie oparte jest na efekcie Zenera, czyli na rodzaju przebicia elektrycznego. Ten unikatowy efekt i unikatowy rodzaj diody sprawiają, że doskonale sprawdza się ona tam, gdzie wszystkie klasyczne diody zawodzą. Poznaj ją bliżej i wykorzystaj w swoich własnych konstrukcjach.

Efekt Zenera

Aby mówić dalej o diodzie Zenera, warto zacząć od kwestii związanej z samą pracą diody. Konieczne jest bowiem przedstawienie zjawiska fizycznego, które odpowiada za efekty jej pracy, mianowicie zjawiska Zenera.

Efekt Zenera jest rodzajem przebicia elektrycznego. Występuje w diodach, które mają złącze PN i polaryzację w kierunku zaporowym. Pojawia się, gdy pole elektryczne jest na tyle silne, by umożliwiło tunelowanie elektronów pasma walencyjnego do pasma przewodzenia półprzewodnika. W takim przypadku powstaje wiele wolnych nośników energii, zwiększających płynąć prąd wsteczny. Dzięki temu możliwe jest nie tylko przesyłanie prądu od anody do katody, jak ma to miejsce w klasycznych diodach prostowniczych, ale również pojawia się możliwość przepływu prądu od katody do anody, po uzyskaniu odpowiedniego potencjału.

Jakie jest wykorzystanie efektu Zenera?

Przebicie w diodach często jest zjawiskiem niepożądanym, świadczącym o awarii układu. Jeśli występuje w przypadku klasycznej diody dostosowanej do pracy z dużym napięciem, zazwyczaj nie jest też zjawiskiem dobrze kontrolowanym i pojawia się jako ostre przejście, co nie pozwala na jego wykorzystanie. Wręcz przeciwnie, element taki zazwyczaj przestaje funkcjonować.

Zupełnie inaczej jest w przypadku diody Zenera. Tutaj napięcie przebicia jest ściśle kontrolowane, co sprawia, że kiedy się pojawia, wysyła informację o sytuacji awaryjnej, a jednocześnie staje się źródłem napięcia odniesienia lub też źródłem stabilizującego napięcia. W ten sposób efekt Zenera pomaga w pracy układów zabezpieczających przeciwprzepięciowych.

Gdzie warto wykorzystać diodę Zenera?

Zazwyczaj diody półprzewodnikowe nie są w stanie pracować w obszarach awaryjnych. Dioda Zenera przeciwnie – doskonale sprawdza się właśnie w trakcie awarii i zachowuje podczas niej wszystkie swoje właściwości. Może niezawodnie stabilizować napięcie, prowadząc do jego unormowanie. Staje się więc niezastąpionym elementem zabezpieczającym w różnorodnych układach elektrycznych, gdzie stabilne napięcie jest konieczne do pracy urządzeń. Chroni jednocześnie przed przepięciem i wynikającym z niego w skrajnych przypadkach przepaleniem obwodu.

fot. materiały prasowe