دیود زنر

دیود زِنِر ( به انگلیسی: Zener Diode ) ، نوع خاصی از دیود است که بر خلاف دیود معمولی، نه تنها اجازهٔ عبور جریان از آند به کاتدمی دهد، بلکه در جهت معکوس، زمانی که ولتاژ از حد معینی موسوم به «ولتاژ زنر» فراتر رود، نیز جریان را عبور می دهد.
ولتاژ زنر را به نام های دیگری از جمله ولتاژ شکست، ولتاژ زانو یا ولتاژ بهمنی نیز می شناسند.
دیود زنر در سال ۱۹۱۵ میلادی به دست کلارنس زنر کشف شد و به نام او، دیود زنر، نام گرفت.
دیودهای زنر با تنوع زیادی از ولتاژهای زنر تولید می شوند و برخی حتی متغیر هستند. برخی از دیودهای زنر دارای اتصال p - n تیز و بسیار دوپ شده با ولتاژ زنر کم هستند، در این حالت هدایت معکوس به دلیل تونل کوانتوم الکترون در فضای کوتاه بین مناطق p و n رخ می دهد - این به عنوان اثر زنر شناخته می شود، پس از کلارنس زنر دیودهای با ولتاژ زنر بالاتر دارای یک اتصال تدریجی هستند و نحوه عملکرد آنها همچنین شامل خرابی بهمن است. هر دو نوع خرابی در دیودهای زنر وجود دارد که اثر زنر در ولتاژ پایین تر و شکست بهمن در ولتاژ بالاتر غالب است.
دیودهای زنر به طور گسترده ای در انواع تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند و یکی از عناصر اصلی ساخت مدارهای الکترونیکی هستند. از آنها برای تولید ریل های تثبیت شده با قدرت کم از ولتاژ بالاتر و تأمین ولتاژهای مرجع برای مدارها ، به ویژه منابع تغذیه تثبیت شده استفاده می شود. آنها همچنین برای محافظت از مدارها در برابر ولتاژ اضافی ، به ویژه تخلیه الکترواستاتیک ( ESD ) استفاده می شوند.
نام این دستگاه به نام فیزیکدان آمریکایی کلارنس زنر است که اولین بار در سال ۱۹۳۴ در مطالعات تئوریک خود دربارهٔ تجزیه خواص عایق الکتریکی، اثر زنر را توصیف کرد. بعداً، کار وی منجر به اجرای اثر آزمایشگاه های بل در قالب یک دستگاه الکترونیکی، دیود زنر شد. [ ۱]
یک دیود حالت جامد معمولی در صورت گرایش معکوس بالاتر از ولتاژ شکست معکوس، جریان قابل توجهی را امکان پذیر می کند. هنگامی که از ولتاژ شکست بایاس معکوس فراتر رود، یک دیود معمولی به دلیل خرابی بهمن در معرض جریان زیاد است. مگر اینکه این جریان توسط مدار محدود شود، دیود ممکن است به دلیل گرم شدن بیش از حد به طور دائمی آسیب ببیند. دیود زنر تقریباً خصوصیات مشابهی از خود نشان می دهد، به جز اینکه دستگاه به طور خاص طراحی شده است تا ولتاژ خرابی آن کاهش یابد، به اصطلاح ولتاژ زنر. در مقابل با دستگاه مرسوم، یک دیود زنر با تعادل معکوس شکست کنترل شده ای را نشان می دهد و به جریان اجازه می دهد تا ولتاژ دیود زنر را نزدیک به ولتاژ شکست زنر نگه دارد. به عنوان مثال، یک دیود با ولتاژ شکست زنر ۳٫۲ ولت افت ولتاژ تقریباً ۳٫۲ ولت را در طیف گسترده ای از جریان های معکوس نشان می دهد. دیود زنر بنابراین برای کاربردهایی مانند تولید ولتاژ مرجع ( به عنوان مثال برای یک مرحله تقویت کننده ) یا به عنوان یک تثبیت کننده ولتاژ برای برنامه های کم جریان ایدئال است. [ ۲]