Jak číst označení zenerovy diody?

Zenerova dioda je speciální polovodičová dioda, která pracuje v průrazném režimu a je určena ke stabilizaci napětí. V zahraniční literatuře se zenerova dioda nazývá Zenerova dioda, pojmenovaná po Clarence Zenerovi, který objevil jeden z mechanismů elektrického průrazu. Obecně existují tunelové, lavinové a tepelné poruchy. Na prvních dvou fungují zenerovy diody, ale na poslední selhávají. Ale nebudeme mluvit o poruchách, musíme pochopit, co je zenerova dioda, jaký je princip její činnosti a jak ji lze použít.

Na elektrických schématech je zenerova dioda označena symbolem diody s malou vlnovkou na katodě a písmenem VD.

Existují i ​​další varianty označení zenerových diod, které se používají v zahraničních obvodech.

Jak je vidět z obrázku, zenerova dioda má dva vývody – katodu a anodu. Proto existují pouze dvě možnosti, jak jej povolit:

– zapínání v propustném směru, když je anoda připojena ke zdroji plus a katoda na mínus,
– zapínání v opačném směru, kdy je anoda připojena na mínus zdroje a katoda na plus.

V přímém zapojení se zenerova dioda chová jako běžná dioda, ale v opačném zapojení dochází ke stejnému průrazu u zenerovy diody. Abychom pochopili, co se stane, podívejme se na charakteristiku proudového napětí zenerovy diody.

Pravá strana grafu je charakteristika zenerovy diody, na kterou je přivedeno napětí v propustném směru. Levá část grafu je charakteristika zenerovy diody, na kterou je přivedeno zpětné napětí. Je to podobné jako u diody, ale k průrazu (oblasti, kde se graf ohýbá) zenerovy diody dochází mnohem dříve než diody. Zajímá nás levá strana grafu.

Zenerovu diodu jsme tedy připojili ke zdroji v opačném směru a začali pomalu zvyšovat napětí. Dokud je přiváděné napětí menší než průrazné napětí, roste, zenerovou diodou protéká nepatrný svodový proud Io (mikroampéry nebo i méně), nedochází k průrazu. V této sekci se zenerova dioda chová jako rezistor s velmi vysokým odporem.

V určitém okamžiku se proud začne zvyšovat a napětí zpomalí jeho růst – to znamená, že nastane počáteční fáze rozpadu zenerovy diody. Jeho odpor klesá, což lze pozorovat „prohnutím“ charakteristiky proud-napětí.

S dalším zvýšením napětí napájecího zdroje se proud zenerovou diodou výrazně zvýší, ale napětí ne. Zenerova dioda se chová jako rezistor s nízkým odporem. Jedná se o pracovní úsek charakteristiky, kde je napětí na zenerově diodě, zhruba řečeno, konstantní.

Znovu zvýšíme napětí, proud se stále zvyšuje a zenerova dioda se začne zahřívat. Když proud překročí maximální přípustnou hodnotu, zenerova dioda se přehřeje a selže.

Pokud nedovedete věc k tepelnému průrazu, ale snížíte napětí na nulu, charakteristika proud-napětí se bude opakovat v opačném směru.

Jaké parametry charakterizují zenerovu diodu? Základními parametry jsou stabilizační napětí, minimální stabilizační proud a ztrátový výkon.

Stabilizační napětí Ust (v zahraniční literatuře Uz, zenerovo napětí) – to je, zhruba řečeno, provozní napětí zenerovy diody. A pokud je to chytré, pak je to napětí na zenerově diodě během průchodu daného stabilizačního proudu.

Zenerovy diody stejného typu mají zpravidla malý rozptyl stabilizačního napětí, proto dokumentace uvádí minimální, jmenovité a maximální stabilizační napětí při dané teplotě a proudu.

Minimální stabilizační proud Ist min (Iz) – hodnota proudu, při které zenerova dioda „vstoupí“ do své pracovní části charakteristiky proud-napětí. Ve skutečnosti je to bod, od kterého začíná „zlom“ charakteristiky.

Ztrátový výkon zenerovy diody P — parametr, který určuje maximální přípustný proud zenerovy diody. Pokud předpokládáme, že se napětí na zenerově diodě v provozním režimu nemění, pak lze maximální proud vypočítat jako P/Ust. Můžete také odhadnout maximální proud v dopředném směru P/Uf = P / 0,7. Ztrátový výkon zenerovy diody závisí na konstrukci jejího pouzdra (a oblasti pn přechodu). Obvykle je tento parametr uveden v části „absolutní maximální hodnocení“.

Typický obvod připojení zenerovy diody je jednoduchý obvod stabilizátoru napětí. Obsahuje zenerovu diodu a odpor omezující proud (na schématu není znázorněn zdroj a zátěž). Na vstup obvodu je přivedeno nestabilizované stejnosměrné napětí, které je o několik voltů vyšší než stabilizační napětí na výstupu obvodu, získá se stabilizované napětí rovné Uz (stabilizační napětí) použité zenerovy diody.

Takový stabilizátor napětí lze použít pro napájení obvodů s nízkým výkonem, protože kvůli rezistoru není schopen „dodat“ velký proud do zátěže.

Jak je vidět z obrázku, vstupní proud je rozdělen mezi zenerovu diodu a zátěž. Pokud zátěž nespotřebovává proud, zenerova dioda „vezme“ veškerý proud na sebe, a pokud je její hodnota velká, může se spálit. Pokud se zátěžový proud zvětší, pak zenerova dioda „dostane“ méně proudu, napětí na ní klesne a již nemůže plnit své funkce.

Hodnota odporu R1 se vypočítá podle vzorce:

R = (Uin – Uz)/(Iz + I)

kde Uin je vstupní napětí (V),
Uz – jmenovité stabilizační napětí (V),
Iz – proud zenerovy diody (A),
I – zatěžovací proud (A).

Proud zenerovy diody Iz je třeba volit mezi minimální a maximální hodnotou na základě změn vstupního napětí a zatěžovacího proudu. Minimální stabilizační proud je uveden v dokumentaci a maximální proud lze vypočítat z maximálního ztrátového výkonu.

Barevné značení některých domácích zenerových diod (ve skleněných vitrínách)

Barevné označení radioprvků

Značení Zenerových diod ve skleněném pouzdře je aplikováno přímo na tělo výrobku ve výrobě za sterilních podmínek pomocí speciální barvy. Složení barvy pro nanášení barevných značek na sklo polovodičového rádiového prvku je zvoleno tak, aby během provozu prvku nevybledlo ani se nedrolilo. V případě výměny zenerovy diody v elektrickém obvodu je nutné vybrat podobný prvek na základě barevného označení.

Vzor značení na výrobcích má podobu barevných pruhů a teček, proto se z různých kombinací těchto kolorografických označení vytvářejí technické vlastnosti polovodičových prvků. Z důvodu různých barevných kombinací je provedeno technické označení parametrů radioelektronických součástek. To nepochybně nejen zjednodušuje procesy výroby prvků ve výrobních podnicích, ale také výrazně usnadňuje vizuální zjišťování technických vlastností rádiových komponent.

Technologické značení rádiových komponent se skládá nejen z kombinací vícebarevných pruhů a teček. Pro označení určitých parametrů radioelektronického výrobku se však používají také různé tvary pouzdra. Proto jsou pouzdra zenerových diod a diod vyráběna ve tvaru obdélníku, oválu, kulatého nebo zaobleného tvaru. Každý z prvků má svůj vlastní účel pro použití v obvodech rádiové elektroniky.

Barevné a digitální značení diod a zenerových diod

Toto kolorografické značení namísto textových informací umožňuje zjednodušit a usnadnit proces označování a rozpoznávání technických charakteristik. Mnohem obtížnější je aplikovat mikrotext označující typ produktu na pouzdra diod a zenerových diod. To vyžaduje vývoj dalšího technického procesu využívajícího drahé a ultrapřesné tiskové zařízení.

Kolorografické označení polovodičových prvků je akceptováno nejen v Rusku, je široce používáno také v evropských zemích. Toto označení elektronických součástí má mezinárodní formát pro uvádění technických charakteristik. Umožňuje vám tedy přesně vybrat požadovaný polovodičový prvek z importovaných součástek nebo z domácích analogů. Označení SMD dovážených diod nebo zenerových diod je stanoveno podle referenční knihy radiotechniky.

Prvky s podobnými vlastnostmi lze navíc vybrat také na základě barevného označení na pouzdrech. Výběr prvků tuzemské výroby a jejich dovážených analogů se provádí podle jejich barevného označení. Jak vidíte, výběr správného prvku podle barevného označení není obtížný pomocí encyklopedických příruček nebo informací na internetových portálech, kde lze poměrně přesně určit typ a vlastnosti polovodičového prvku (dioda nebo zenerova dioda ve skleněné vitríně).

Barevné kódování diod a zenerových diod podle amerických norem

Barevné grafické označení obsahuje všechny potřebné technické parametry elektrovýrobku, například jsou uvedeny parametry provozního napětí a proudu procházejícího (směr vpřed a vzad) radiovým prvkem.

Barevná kombinace barevných teček a pruhů, kterou výrobce aplikoval na skleněné nebo plastové tělo výrobku, navíc obsahuje Kódy technických charakteristik Zenerovy diody nebo diody. Je třeba poznamenat, že čtení značek zenerových diod nebo diod se provádí z anodové svorky prvku, digitální proužky nebo tečky se čtou zleva doprava směrem ke katodě. Na základě těchto charakteristik se určí základní materiál polovodičového výrobku – křemík (S), germánium (G), arsenid galia (A), selen (C), dále jeho provozní proudy (přímé a zpětné), hodnota provozního a stabilizačního napětí.

Jak již bylo zmíněno dříve, právě kombinacemi kolorografických bodů a pruhů nanesených na skleněná nebo kovovo-skleněná pouzdra zenerových diod nebo diod jsou všechny technické parametry radioelektronického výrobku dešifrovány do alfanumerických označení pomocí tabulek z technických referenčních knih.

Nutno podotknout, že v slaboproudých obvodech se používají polovodiče z Německa, a to z toho důvodu, že nesnesou vysoké teploty (při přehřátí vysokým proudem rychle selžou). Polovodičové prvky vyrobené z křemíku jsou naopak navrženy tak, aby fungovaly v obvodech s vyššími proudy a vydržely delší provoz pod zátěží, aniž by se porouchaly.

Kromě výše uvedených polovodičových součástek existují polovodiče vyrobené ze selenu – rádiové součástky, které se dobře osvědčily i v obvodech řízení výkonu elektrických zařízení. Selenové polovodiče se používají především v elektrických obvodech se střední proudovou zátěží nebo ve spínaných zdrojích. Barevné značení je rovněž aplikováno na pouzdra selenových článků v souladu s uznávanými normami výrobců polovodičových rádiových součástek.

Ve většině označení rádiových prvků jsou mimo jiné použity barevné pruhy v různých kombinacích – černá, modrá, azurová, šedá, bílá. Z příručky radioamatéra se dozvíte, jaký typ a vlastnosti obsahuje barevná grafická součást prvku pro použití v obvodech pro regulaci a ovládání elektronických zařízení.

Na závěr bych rád poznamenal, že takové kolorografické značení se používá nejen k označení zenerových diod a diod, ale je také široce používáno k označení charakteristik rezistorů, tranzistorů, tyristorů a mnoha dalších polovodičových produktů. Kolografická kombinovaná aplikace ikon na pouzdra rádiových komponentů je v současnosti nejjednodušším, nejekonomičtějším a nejpohodlnějším typem označení technických charakteristik prvků elektrických obvodů v radiotechnice.