Примене Зенер диоде у електронским колима

Зенер диода је једна од најважнијих компоненти која се користи за контролу напона и заштиту у електронским колима.Овај чланак објашњава како Зенер диода ради у различитим улогама, од одржавања стабилних нивоа напона и заштите од пренапона, до пружања тачних референци напона и обликовања таласних облика сигнала.Такође покрива како се Зенер диоде користе у апликацијама за пребацивање, клипинг, стезање и окидање, показујући њихов широк спектар употребе иу аналогним и дигиталним системима.

Каталог

Слика 1: Зенер диода

Регулација напона помоћу Зенер диоде

Зенер диода одржава стабилан напон на оптерећењу чак и када се улаз промени.Ради у обрнутој пристрасности, где одржава фиксни напон који се зове Зенер напон.Када се улазни напон повећа, диода дозвољава да тече више струје и одржава напон константним.Када улаз падне, дозвољава мању струју, али и даље држи исти напон на оптерећењу.

Слика 2: Коло регулатора напона зенер диоде

У једноставном ДЦ регулатору, отпорник је постављен у серију са Зенер диодом.Отпорник ограничава струју, док Зенер одржава напон стабилним.На пример, ако се 12 В Зенер користи са напајањем од 15 В, отпорник пада 3 В и излаз остаје на 12 В. На овај начин, оптерећење увек добија стабилан напон чак и ако се улаз или оптерећење незнатно промене.

Зенер регулатори су уобичајени у многим круговима.Користе се у изворима напајања да дају константан излаз, у пуњачима батерија за спречавање пренапона и у уграђеним системима за заштиту осетљивих делова.Они су једноставни, поуздани и исплативи за регулацију напона мале снаге.

Зенер диода у круговима заштите од пренапона

Зенер диода штити осетљиве делове од изненадних скокова напона.Када напон пређе изнад Зенерове вредности пробоја, диода почиње да спроводи.Он преусмерава додатну струју и одржава напон на безбедном нивоу.Када се напон врати у нормалу, диода престаје да проводи и коло поново ради нормално.Ова једноставна радња штеди компоненте од оштећења изазваних скоковима снаге.

Слика 3: Поређење кола без и са Зенер диодом

У заштитном колу, Зенер диода је постављена у обрнутом преднапону преко улазних терминала.Под нормалним напоном, остаје искључен и не утиче на коло.Када се улаз подигне изнад своје номиналне вредности, он спроводи и стеже напон до фиксне границе.

Зенер диода као референтни напон у струјним круговима

Зенер диода даје прецизан и стабилан напон у колу.Када ради у области квара, напон на њему остаје скоро константан.Ово се дешава чак и ако се промени напон или струја напајања.Због тога се Зенер диода често користи да обезбеди фиксни референтни напон за друге компоненте.

Слика 4: Референтни круг напона Зенер диоде

Овај стабилан напон је веома важан и у аналогним и у дигиталним колима.У аналогним колима, он омогућава да појачала и сензори раде тачно.У дигиталним системима, даје сталну референцу за АДЦ и ДАЦ тако да се сигнали правилно конвертују.Без стабилне референце, очитавања могу постати бучна или нетачна.

Зенер референца је поузданија од отпорника.Отпорнички раздјелник мијења свој излаз када се напајање или оптерећење мијења.Зенер диода остаје стабилна и одржава напон константним.

Зенер диода у струјним круговима за спајање и стезање

Зенер диода се користи у круговима за клипинг и стезање за контролу нивоа напона сигнала.Када улазни сигнал пређе постављени напон, Зенер почиње да спроводи.Ограничава сигнал тако да не може порасти или пасти изнад свог номиналног напона.Ова радња обликује таласни облик и држи га у безбедном опсегу.

Уобичајени пример је резача са Зенер диодама.Две Зенер диоде су постављене у супротним смеровима преко сигнала.Када сигнал пређе напон пробоја у било ком смеру, једна од диода спроводи провод.Ово равномерно спаја и позитивне и негативне стране сигнала и одржава излаз стабилним.

Слика 5: Кола за исецање зенер диоде

Кола зенер диоде попут ових се користе у кондиционирању таласног облика и заштити сигнала.Они штите појачала и сензоре од скокова напона.Они такође одржавају сигнале чистим и контролисаним у аудио, комуникационим и мерним системима.

Зенер диода у склоповима за пребацивање и окидање

Зенер диода се користи у склоповима за пребацивање и окидање за постављање фиксног нивоа напона за пребацивање.Када је улазни напон испод Зенерове тачке квара, он се не проводи.Када напон достигне тај ниво, Зенер спроводи и мења стање кола.Због тога се понаша као прекидач који контролише напон који се укључује у тачно одређеном тренутку.

Слика 6: Окидање СЦР контроле зенер диоде

Један пример је транзисторско коло са зенер-контролисаном базом.Зенер је повезан са базом транзистора.Када је улазни напон низак, транзистор остаје искључен.Када улаз достигне Зенер напон, диода проводи и укључује транзистор.Ово даје стабилну и поуздану тачку пребацивања.

Зенер диоде се такође користе у СЦР окидачким и контролним круговима.Они постављају тачку напона где СЦР почиње да спроводи.Ово осигурава да се СЦР укључи у тачно време у таласном облику.Таква контрола је важна у претварачима, регулаторима снаге и временским круговима.

Закључак

Зенер диоде играју виталну улогу у одржавању стабилности напона и заштити кола.Они регулишу напон у изворима напајања, штите уређаје од пренапона и обезбеђују поуздане референтне напоне за сензоре и претвараче.Њихова способност да обликују и контролишу сигнале такође их чини корисним у кондиционирању таласног облика, пребацивању и СЦР покретању.Са својим једноставним дизајном, ниском ценом и поузданим перформансама, Зенер диоде остају идеалне компоненте у савременим електронским колима.