సెమీకండక్టర్ డయోడ్ అనేక "వృత్తులు" కలిగి ఉంది. ఇది వోల్టేజీని సరిదిద్దగలదు, విద్యుత్ వలయాలను విడదీయగలదు, సరికాని విద్యుత్ సరఫరా నుండి పరికరాలను రక్షించగలదు. కానీ దాని వన్-వే కండక్షన్ ప్రాపర్టీ చాలా పరోక్షంగా ఉపయోగించబడినప్పుడు డయోడ్ "ఆపరేషన్" అంత సాధారణమైనది కాదు. సాధారణ ఆపరేషన్ మోడ్ రివర్స్ బయాస్ అయిన సెమీకండక్టర్ పరికరాన్ని స్టెబిలైజింగ్ డయోడ్ అంటారు.
కంటెంట్‌లు
జెనర్ డయోడ్ అంటే ఏమిటి, అది ఎక్కడ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఏ రకాలు ఉన్నాయి
స్టెబిలిట్రాన్, లేదా జెనర్ డయోడ్ (ఈ సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క లక్షణాలను మొదట అధ్యయనం చేసి వివరించిన అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త పేరు పెట్టబడింది), ఇది p-n జంక్షన్‌తో కూడిన సాధారణ డయోడ్. దాని విశిష్టత లక్షణం యొక్క ప్రతికూల బయాస్ భాగంపై దాని ఆపరేషన్, అనగా, రివర్స్ ధ్రువణతలో వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు. అటువంటి డయోడ్ స్వతంత్ర స్టెబిలైజర్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది, లోడ్ కరెంట్ వైవిధ్యాలు మరియు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులతో సంబంధం లేకుండా వినియోగదారు వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉంటుంది.అలాగే స్టెబిలిట్రాన్‌లపై నోడ్‌లు అధునాతన సర్క్యూట్‌తో ఇతర స్టెబిలైజర్‌లకు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మూలాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. తక్కువ తరచుగా, రివర్స్ డయోడ్ పల్స్ షేపింగ్ ఎలిమెంట్ లేదా సర్జ్ సప్రెసర్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.
సంప్రదాయ స్టెబిలిట్రాన్లు మరియు రెండు-కానన్ డయోడ్లు ఉన్నాయి. రెండు-కార్బన్ స్టెబిలిట్రాన్ అనేది ఒకే సందర్భంలో వ్యతిరేక దిశలలో రెండు డయోడ్లు. తగిన సర్క్యూట్ ప్రకారం వాటిని కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా ఇది రెండు వేర్వేరు పరికరాలతో భర్తీ చేయబడుతుంది.
స్టెబిలిట్రాన్ యొక్క వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు మరియు ఇది ఎలా పని చేస్తుంది
స్టెబిలైజర్ ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, మీరు దాని సాధారణ వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాన్ని (VAC) అధ్యయనం చేయాలి.
మీరు జెనర్‌కు ఫార్వర్డ్ దిశలో వోల్టేజ్ని వర్తింపజేస్తే, సాధారణ డయోడ్‌గా, అది సాధారణ డయోడ్ వలె ప్రవర్తిస్తుంది. సుమారు 0.6 V వోల్టేజ్ వద్ద (సిలికాన్ పరికరం కోసం) ఇది తెరవబడుతుంది మరియు CVC యొక్క లీనియర్ విభాగానికి వెళుతుంది. వ్యాసం యొక్క అంశంపై, వ్యతిరేక ధ్రువణత యొక్క వోల్టేజ్ (లక్షణం యొక్క ప్రతికూల వైపు) వర్తించినప్పుడు స్థిరీకరణ డయోడ్ ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో చూడటం మరింత ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. మొదట దాని ప్రతిఘటన తీవ్రంగా పెరుగుతుంది మరియు పరికరం కరెంట్ మోసుకెళ్లడాన్ని ఆపివేస్తుంది. కానీ వోల్టేజ్ ఒక నిర్దిష్ట విలువకు చేరుకున్నప్పుడు, బ్రేక్డౌన్ అని పిలువబడే కరెంట్లో పదునైన పెరుగుదల ఉంటుంది. ఇది హిమపాతంలా ఉంటుంది మరియు శక్తిని తొలగించినప్పుడు అదృశ్యమవుతుంది. రివర్స్ వోల్టేజ్ పెరగడం కొనసాగితే, p-n జంక్షన్ వేడెక్కడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు థర్మల్ బ్రేక్డౌన్ మోడ్‌లోకి వెళుతుంది. థర్మల్ బ్రేక్డౌన్ కోలుకోలేనిది మరియు డయోడ్ విఫలమవుతుందని అర్థం, కాబట్టి మీరు డయోడ్‌ను ఈ మోడ్‌లో ఉంచకూడదు.
అవలాంచ్ బ్రేక్డౌన్ మోడ్‌లో సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క ఆపరేషన్ విభాగం ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. దీని ఆకారం సరళానికి దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు ఇది అధిక నిటారుగా ఉంటుంది. దీని అర్థం కరెంట్ (ΔI)లో పెద్ద మార్పుతో స్టెబిలైజర్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్‌లో మార్పు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (ΔU). మరియు ఇది స్థిరీకరణ.
రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు ఈ ప్రవర్తన ఏదైనా డయోడ్ యొక్క లక్షణం. కానీ స్థిరీకరణ డయోడ్ యొక్క అసమాన్యత CVC యొక్క ఈ విభాగంలో దాని పారామితులు సాధారణీకరించబడ్డాయి. దాని స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ మరియు లక్షణం యొక్క వాలు ఇవ్వబడ్డాయి (నిర్దిష్ట వ్యాప్తితో) మరియు సర్క్యూట్‌లో ఉపయోగించాల్సిన పరికరం యొక్క అనుకూలతను నిర్ణయించే ముఖ్యమైన పారామితులు. వీటిని రిఫరెన్స్ పుస్తకాలలో చూడవచ్చు. సాధారణ డయోడ్లను స్థిరీకరించే డయోడ్‌లుగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు - మీరు వాటి SVC చిత్రాన్ని తీసి, వాటిలో తగిన లక్షణాన్ని కనుగొంటే. కానీ ఇది హామీ లేని ఫలితంతో సుదీర్ఘమైన, సమయం తీసుకునే ప్రక్రియ.
స్థిరీకరణ డయోడ్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు
మీ అప్లికేషన్ కోసం జెనర్ డయోడ్‌ను ఎంచుకోవడానికి, మీరు కొన్ని ముఖ్యమైన పారామితులను తెలుసుకోవాలి. ఈ లక్షణాలు చేతిలో ఉన్న పని కోసం ఎంచుకున్న పరికరం యొక్క అనుకూలతను నిర్ణయిస్తాయి.
రేట్ చేయబడిన స్థిరీకరణ వోల్టేజ్
ఎన్నుకునేటప్పుడు చూడవలసిన మొదటి జెనర్ పరామితి స్థిరీకరణ వోల్టేజ్, ఇది అవలాంచ్ బ్రేక్డౌన్ ఇనిషియేషన్ పాయింట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సర్క్యూట్‌లో ఉపయోగం కోసం పరికరాన్ని ఎంచుకోవడానికి ఇది ప్రారంభ స్థానం. సాధారణ జెనర్ యొక్క వేర్వేరు కాపీలు, ఒకే రకమైనవి కూడా, కొన్ని శాతం ప్రాంతంలో వోల్టేజ్ వైవిధ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే ఖచ్చితత్వానికి వ్యత్యాసం తక్కువగా ఉంటుంది. నామమాత్రపు వోల్టేజ్ తెలియకపోతే, అది ఒక సాధారణ సర్క్యూట్ను సమీకరించడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సిద్ధం చేయడానికి ఇది అవసరం:
- 1...3 kOhm యొక్క బ్యాలస్ట్ రెసిస్టర్;
- సర్దుబాటు చేయగల వోల్టేజ్ మూలం;
- వోల్టమీటర్ (మీరు టెస్టర్‌ని ఉపయోగించవచ్చు).
సున్నా నుండి విద్యుత్ సరఫరా యొక్క వోల్టేజ్ని పెంచడం అవసరం, వోల్టమీటర్తో స్టెబిలైజర్పై వోల్టేజ్ పెరుగుదలను నియంత్రిస్తుంది. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌లో మరింత పెరిగినప్పటికీ, ఏదో ఒక సమయంలో అది ఆగిపోతుంది. ఇది వాస్తవ స్థిరీకరణ వోల్టేజ్. నియంత్రిత మూలం లేనట్లయితే, మీరు స్థిరీకరణ యొక్క U కంటే ఎక్కువగా ఉండే స్థిరమైన అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌తో విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగించవచ్చు. సర్క్యూట్ మరియు కొలిచే సూత్రం అలాగే ఉంటుంది.కానీ అధిక ఆపరేటింగ్ కరెంట్ కారణంగా సెమీకండక్టర్ పరికరం వైఫల్యం ప్రమాదం ఉంది.
2 ... 3 V నుండి 200 V వరకు వోల్టేజీల కోసం స్టెబిలిట్రాన్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఈ శ్రేణి క్రింద స్థిరమైన వోల్టేజ్ని ఏర్పరచడానికి, ఇతర పరికరాలు ఉపయోగించబడతాయి - స్టెబిలిట్రాన్లు, CVC యొక్క నేరుగా విభాగంలో పని చేస్తాయి.
ఆపరేటింగ్ కరెంట్ పరిధి
స్థిరీకరణ డయోడ్లు వాటి పనితీరును నిర్వహించే ప్రవాహాల పరిధి ఎగువ మరియు దిగువన పరిమితం చేయబడింది. దిగువన ఇది లక్షణ వక్రరేఖ యొక్క విలోమ శాఖ యొక్క సరళ విభాగం యొక్క ప్రారంభానికి పరిమితం చేయబడింది. తక్కువ ప్రవాహాల వద్ద, లక్షణం వోల్టేజ్ స్థిరత్వాన్ని అందించదు.
సెమీకండక్టర్ పరికరం సామర్థ్యం మరియు దాని రూపకల్పనపై ఆధారపడి ఉండే గరిష్ట శక్తి వెదజల్లడం ద్వారా ఎగువ విలువ పరిమితం చేయబడింది. ఒక మెటల్ కేసులో స్టెబిలిట్రాన్లు అధిక కరెంట్ కోసం రూపొందించబడ్డాయి, అయితే మీరు హీట్ సింక్ల ఉపయోగం గురించి మర్చిపోకూడదు. అవి లేకుండా, అత్యధికంగా అనుమతించదగిన శక్తి వెదజల్లడం గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
డిఫరెన్షియల్ ఇంపెడెన్స్
రెగ్యులేటర్ యొక్క పనితీరును నిర్ణయించే మరొక పరామితి అవకలన నిరోధకత Rc. ఇది వోల్టేజ్ ΔUలో మార్పుకు ప్రస్తుత ΔIలో వచ్చే మార్పుకు నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడింది. ఈ విలువ ప్రతిఘటన యొక్క పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఓంలలో కొలుస్తారు. గ్రాఫికల్‌గా, ఇది లక్షణం యొక్క పని విభాగం యొక్క వాలు యొక్క టాంజెంట్. సహజంగానే, చిన్న ప్రతిఘటన, స్థిరీకరణ యొక్క మంచి నాణ్యత. ఆదర్శానికి (ఆచరణలో లేదు) స్టెబిలైజర్ Rst సున్నా - కరెంట్లో ఏదైనా పెరుగుదల వోల్టేజ్‌లో ఎటువంటి మార్పును కలిగించదు మరియు వక్రరేఖ యొక్క విభాగం ఆర్డినేట్‌ల అక్షానికి సమాంతరంగా ఉంటుంది.
స్టెబిలైజర్ మార్కింగ్
దేశీయ మరియు దిగుమతి చేసుకున్న మెటల్-ఎన్‌క్యాప్సులేటెడ్ స్టెబిలైజింగ్ డయోడ్లు సరళంగా మరియు స్పష్టంగా లేబుల్ చేయబడ్డాయి. అవి పరికరం పేరు మరియు యానోడ్ మరియు కాథోడ్ యొక్క స్థానంతో స్కీమాటిక్ హోదా రూపంలో గుర్తించబడతాయి.
ప్లాస్టిక్ ప్యాకేజీలోని పరికరాలు కాథోడ్ మరియు యానోడ్ వైపులా వివిధ రంగుల రింగులు మరియు చుక్కలతో గుర్తించబడతాయి. రంగు మరియు సంకేతాల కలయిక ద్వారా మీరు పరికరం యొక్క రకాన్ని నిర్ణయించవచ్చు, కానీ మీరు రిఫరెన్స్ పుస్తకాలను చూడాలి లేదా కాలిక్యులేటర్ ప్రోగ్రామ్‌లను ఉపయోగించాలి. రెండూ ఇంటర్నెట్‌లో చూడవచ్చు.
స్థిరీకరణ వోల్టేజీలు కొన్నిసార్లు తక్కువ-శక్తి స్థిరీకరణ డయోడ్‌లపై ముద్రించబడతాయి.
డయోడ్లను స్థిరీకరించడానికి రేఖాచిత్రాలను మార్చడం
స్టెబిలైజర్ కోసం ప్రాథమిక సర్క్యూట్ aతో సిరీస్‌లో ఉంటుంది నిరోధకంఇది సెమీకండక్టర్ పరికరం ద్వారా కరెంట్‌ను సెట్ చేస్తుంది మరియు అదనపు వోల్టేజీని తీసుకుంటుంది. రెండు మూలకాలు ఏర్పడతాయి సాధారణ విభజన. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ మారినప్పుడు, స్టెబిలైజర్ అంతటా డ్రాప్ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు రెసిస్టర్ మారుతుంది.
ఇటువంటి సర్క్యూట్ స్వతంత్రంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు దీనిని పారామెట్రిక్ రెగ్యులేటర్ అంటారు. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ వినియోగం (నిర్దిష్ట పరిమితుల్లో) హెచ్చుతగ్గులు ఉన్నప్పటికీ ఇది లోడ్ వోల్టేజీని స్థిరంగా ఉంచుతుంది. అటువంటి యూనిట్ రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మూలం అవసరమయ్యే సహాయక సర్క్యూట్‌గా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.
ఇది సరఫరా లేదా కొలత లైన్‌లో అసాధారణమైన అధిక వోల్టేజీల (DC లేదా యాదృచ్ఛిక పప్పులు) నుండి సున్నితమైన పరికరాలను (సెన్సర్‌లు మొదలైనవి) రక్షించడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ పైన ఏదైనా "కత్తిరించబడింది". అలాంటి సర్క్యూట్ను "జెనర్ అవరోధం" అంటారు.
గతంలో, వోల్టేజ్ టాప్‌లను "కట్ ఆఫ్" చేయడానికి స్టెబిలైజర్ యొక్క ఆస్తి పల్స్ షేపింగ్ సర్క్యూట్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. AC సర్క్యూట్లలో రెండు-ఛానల్ పరికరాలు ఉపయోగించబడ్డాయి.
కానీ ట్రాన్సిస్టర్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల ఆగమనంతో ఈ సూత్రం చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడింది.
మీకు కావలసిన వోల్టేజ్ కోసం రెగ్యులేటర్ లేకపోతే, మీరు రెండింటిలో ఒకదాన్ని చేయవచ్చు. మొత్తం స్థిరీకరణ వోల్టేజ్ రెండు వోల్టేజీల మొత్తానికి సమానంగా ఉంటుంది.
ముఖ్యమైనది! ఆపరేటింగ్ కరెంట్‌ను పెంచడానికి స్టెబిలిట్రాన్‌లను సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయకూడదు! వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలలో వ్యత్యాసం ఒక స్టెబిలిట్రాన్ యొక్క థర్మల్ బ్రేక్డౌన్ జోన్‌లో అవుట్‌పుట్‌కు దారి తీస్తుంది, ఆపై లోడ్ కరెంట్ ఎక్కువగా ఉన్నందున రెండవది విఫలమవుతుంది.
సోవియట్ కాలం నుండి సాంకేతిక డాక్యుమెంటేషన్ అనుమతించినప్పటికీ సమాంతరంగా యొక్క సమాంతర కనెక్షన్ zener సమాంతరంగా, కానీ పరికరాలు ఒకే రకంగా ఉండాలి మరియు ఆపరేషన్ సమయంలో మొత్తం వాస్తవ శక్తి వెదజల్లడం అనేది ఒకే స్టెబిలిట్రాన్‌కు అనుమతించదగినదానిని మించకూడదు. అంటే, అటువంటి పరిస్థితిలో ఆపరేటింగ్ కరెంట్ పెరుగుదల సాధించబడదు.
అనుమతించదగిన లోడ్ కరెంట్‌ను పెంచడానికి మరొక పథకం ఉపయోగించబడుతుంది. పారామెట్రిక్ స్టెబిలైజర్ ట్రాన్సిస్టర్‌తో సంపూర్ణంగా ఉంటుంది మరియు ఉద్గారిణి సర్క్యూట్‌లో లోడ్ మరియు స్థిరంగా ఉన్న ఉద్గారిణి రిపీటర్‌ను మేము పొందుతాము ట్రాన్సిస్టర్ బేస్ మీద వోల్టేజ్.
ఈ సందర్భంలో స్టెబిలైజర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ ఉద్గారిణి జంక్షన్ వద్ద వోల్టేజ్ డ్రాప్ విలువ ద్వారా U-స్టెబిలైజేషన్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది - సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్ కోసం సుమారు 0,6 V. ఈ తగ్గింపును భర్తీ చేయడానికి, డయోడ్‌ను స్టెబిలైజర్‌తో సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయవచ్చు. ముందుకు దిశ.
ఈ విధంగా (ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ డయోడ్లను చేర్చడం ద్వారా) మీరు రెగ్యులేటర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను చిన్న పరిమితుల్లో పైకి సర్దుబాటు చేయవచ్చు. Uvని తీవ్రంగా పెంచాల్సిన అవసరం ఉన్నట్లయితే, సిరీస్‌లో మరో డయోడ్‌ను చేర్చడం మంచిది.
ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో స్టెబిలిట్రాన్ అప్లికేషన్ యొక్క పరిధి విస్తృతమైనది. ఎంపికకు చేతన విధానంతో ఈ సెమీకండక్టర్ పరికరం డెవలపర్ కోసం సెట్ చేయబడిన అనేక పనులను పరిష్కరించడానికి సహాయపడుతుంది.
సంబంధిత కథనాలు:
