دیود قطعه ای الکترونیکی است که جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می دهد و در جهت دیگر مانع عبور آن می شود. دیودها در مدارات الکتریکی کاربردهای زیادی دارند که یکی از مهمترین آنها، تبدیل جریان الکتریکی متناوب (AC) به مستقیم (DC) است. همچنین جهت جلوگیری از سوختن دستگاه‌های الکتریکی بر اثر اتصال معکوس تغذیه، از دیود استفاده می شود. دیود ها دارای انواع مختلفی از نظر ویژگی ها و کاربرد در مدارات الکترونیکی می باشند. در این مقاله، دو نوع مهم از دیودهای الکترونیکی، یعنی دیود معمولی و دیود زنر از نظر ویژگی های مختلف با یکدیگر مقایسه و بررسی می‌شوند.
تفاوت های دیود زنر و دیود معمولی
در شکل زیر، علائم الکترونیکی و شکل ظاهری دیود معمولی و دیود زنر را مشاهده می فرمایید:
در ادامه، تفاوت‌ها و ویژگی‌های مهم و اساسی دیود های معمولی و زنر بررسی شده است:
1) نحوه عملکرد
دیودهای زنر و دیودهای معمولی، قطعات نیمه هادی هستند که به جریان الکتریکی اجازه می دهند تا در یک جهت جریان داشته باشد و عبور جریان را در جهت مخالف مسدود می کنند. این ویژگی ها به ترتیب تحت عنوان بایاس مستقیم و بایاس معکوس شناخته می شوند. دیودهای معمولی معمولا به نحوی طراحی شده اند که جریان را در جهت رو به جلو از آند به کاتد عبور دهند و آن را در جهت معکوس مسدود می‌کنند. بنابراین، دیودهای معمولی برای اهداف یکسوسازی و دمودولاسیون(demodulation) سیگنال مناسب هستند. از طرف دیگر، دیودهای زنر برای عملکرد در ناحیه بایاس معکوس طراحی شده اند و پس از رسیدن به یک ولتاژ شکست مشخص بسته به ولتاژ زنری دیود، یک جریان کوچک در جهت مخالف از دیود زنر عبور کرده و ولتاژ دیود در مقدار ثابتی نگه داشته می شود. این ویژگی منحصر به فرد باعث می شود که دیودهای زنر برای تنظیم ولتاژ و کاربردهای حفاظتی استفاده شوند.
2) ولتاژ شکست
یکی از تفاوت های کلیدی بین دیودهای زنر و دیودهای معمولی، وجود ولتاژ شکست بدون آسیب در دیودهای زنر است. دیودهای معمولی دارای ولتاژ شکست نسبتاً بالایی هستند که معمولاً در محدوده ده ها تا صدها ولت است. در مقابل، دیودهای زنر به گونه‌ای طراحی شده اند که دارای ولتاژ شکست خاص بوده و معمولاً از چند ولت تا چند صد ولت متغیر است. این ولتاژ شکست همان ولتاژی است که دیود زنر هنگام رسیدن به این ولتاژ وارد ناحیه شکست معکوس شده و در جهت معکوس شروع به هدایت می کند.
3) تنظیم ولتاژ
دیودهای زنر به دلیل قابلیت مهم آن ها در حفظ ولتاژ ثابت بر روی پایه های خود به طور گسترده برای اهداف تنظیم ولتاژ استفاده می شوند. هنگامی که یک دیود زنر در بایاس معکوس به صورت سری با یک مقاومت محدود کننده جریان متصل می شود، می تواند ولتاژ را تنظیم کرده و ولتاژ را در محدوده ولتاژ شکست خود تنظیم کند. این ویژگی باعث می شود دیودهای زنر در کاربردهایی مانند رفرنس ولتاژ و مدارهای حفاظتی کاربرد اساسی داشته باشند. در مقابل، دیودهای معمولی خاصیت تنظیم ولتاژ نداشته و عمدتاً برای اهداف یکسوسازی و سوئیچینگ استفاده می شوند.
4) تفاوت های ساختاری
ساختار داخلی دیودهای زنر و معمولی از نظر استفاده از اتصالات P-N مشابه است. با این حال، دیودهای زنر به طور خاص برای داشتن یک اتصال P-N قوی طراحی شده اند که امکان شکست کنترل شده در یک ولتاژ خاص را فراهم می کند. این ویژگی باعث می شود که دیود زنر در ناحیه شکست معکوس بدون آسیب دائمی کار کند. این در صورتی است که دیودهای معمولی با عبور از ولتاژ شکست دچار آسیب دائمی خواهند شد.
جمع بندی
در این مقاله، دو قطعه الکترونیکی مهم دیود معمولی و دیود زنر از لحاظ ویژگی های مختلف بررسی شده و تفاوت های اساسی آن ها با هم مورد بحث قرار گرفته شد. تمامی موارد فوق را به صورت عملی همراه با نکات تجربی دیگر در مورد انواع مختلف دیودها و نکات عملی مربوط به آن به طور کامل در دوره جامع آموزش الکترونیک بررسی کرده ایم.
در پایان، ممنون که همراه ما بودید. هر سوال یا ابهامی در مورد مطالب ارائه شده در این مقاله دارید حتما در کامنت ها بنویسید، به تمام سوالات پاسخ داده میشه. اگه انتقاد یا پیشنهادی هم داشتید ممنون میشم با ما در میان بزارید.
منابع: Geeks for Geeks Electronics Coach
