کد دیود زنر عبارتی است که توسط کارآموزان، هنرجویان و تعمیرکاران بردهای الکترونیکی و برقی برای یافتن مشخصات دیودهای زنر جستجو می شود. در این مقاله کد دیود زنر به همراه نحوه محاسبه مشخصات مختلف دیود زنر توضیح داده شده است.

دیودهای زنر با ولتاژهای زنر مختلف تولید می شوند و حتی ولتاژ شکست برخی از انواع آنها متغیر است. دیودهای زنر به صورت گسترده در تجهیزات الکترونیکی متنوع به عنوان یک عنصر اصلی مدار یافت می شوند. این دیودها برای تولید یک ریل تغذیه پایدار در منبع تغذیه های ثابت به کار میرود. آنها همچنین برای محافظت از مدار در برابر اعمال ولتاژ بیش از حد به ویژه تخلیه بار الکتروستاتیک استفاده می شوند.

مقاله مرتبط: اینورتر چیست (اجزاء، انواع، کاربردها)

در این مقاله قصد داریم علاوه بر کد دیود زنر، ویژگی ها، ساختمان، نحوه عملکرد، مزایا و کاربردهای دیودهای زنر را نیز شرح دهیم تا شما به طور کامل با این نوع از دیودها آشنا شوید.

پیشنهاد ویژه ما: دوره آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی با 30 درصد تخفیف

دیود زنر چیست؟

قبل از پرداختن به شناسایی مشخصات دیودهای زنر از روی کد دیود زنر به بررسی چیستی و ویژگی های دیود زنر می پردازیم. دیود زنر نوع خاصی از دیود است که هنگامی که ولتاژ به حد خاصی به نام ولتاژ زنر میرسد به جریان اجازه حرکت در جهت عکس می دهد. ولتاژ زنر به نام ولتاژ بهمنی و یا ولتاژ شکست نیز شناخته میشود.

برخی از دیودهای زنر دارای پیوند شارپ p-n با ولتاژ زنر پایین می باشد که در این حالت جریان عکس به دلیل پدیده تونل زنی کوانتمی در بین فاصله بسیار کوچک بین ناحیه های p  و n اتفاق می افتد. این پدیده به اثر زنر معروف است. دیودهایی که ولتاژ زنر بالاتری دارند دارای پیوند نرم تری هستند و نحوه کار آنها پدیده شکست بهمنی را نیز شامل می شود. هر دو نوع از این شکست ها برای دیودها براهم است اما اثر زنر در ولتاژهای پایین و شکست بهمنی در ولتاژهای بالا اتفاق می افتد.

اینجا ببینید: دوره های آموزش فنی و حرفه ای با مدرک معتبر از سازمان فنی و حرفه ای

تاریخچه دیود زنر

این دیودها به اسم مخترع آن کلارنس زنر نامگذاری شده است که برای اولین بار با مطالعات تئوری خود در مورد ویژگی های عاق های الکتریکی در سال 1934 اثر زنر را کشف کرد. این تحقیقات بعدها موجب ساخت این نوع دیودها در صنعت شد.

نحوه عملکرد دیود زنر

یک دیود حالت جامد معمولی اگر در ولتاژی بالاتر از ولتاژ شکست معکوس خود در حالت بایاس معکوس قرار بگیرد به جریان اجازه عبور می دهد. وقتی ولتاژ شکست بایاست معکوس بالاتر از این برود، یک دیود معمولی به علت شکست بهمنی در معرض جریان خیلی بالایی قرار می گیرد. این ولتاژ شکست از روی کد دیود زنر که در ادامه مقاله به آن می پردازیم قابل تشخیص است. اگر جریان بوسیله مدار کنترل نشود، احتمالا دیود به دلیل گرمای بیش از حد آسیب جدی می بیند.

دیود زنر تقریبا همین ویژگی ها را دارد و تنها تفاوت این است که این دیودها طوری طراحی شده اند که ولتاژ شکست کمتری که ولتاژ شکست زنر نام دارد داشته باشند. بر خلاف دیودهای معمولی، یک دیود زنر با بایاس معکوس شکست کنترل شده ای دارد و به جریان اجازه می دهند که ولتاژ دیود زنر را نزدیک به  ولتاژ شکست زنر نگه دارد. بنابرین دیود زنر برای کاربردهایی مانند تولید ولتاژ رفرنس و استفاده به عنوان پایدارساز ولتاژ مدارات با ولتاژ پایین مناسب است.

مقاله مرتبط: انواع سلف (سلف چیست، ساختار سلف، کاربردهای سلف)

مکانیسم شکست بهمنی در دیود زنر

مکانیسم مشابهی که اثر مشابهی ایجاد می کند اثر بهمنی است که در دیودهای بهمنی هم مشاهده می شود. این دو نوع دیود به همان روش تولید می شوند و هر دو اثر در این دیودها اتفاق می افتند. در دیودهای سیلیکونی تا 5.6 ولت اثر زنر اثر غالب است و ضریب دمایی منفی می باشد و بالاتر از این ولتاژ شکست بهمنی غالب می شود و ضریب دمایی مثبت است.

در ولتاژ 5.6 ولت هر دو اثر باهم اتفاق می افتند و ضریب دمایی آنها یکدیگر را خنثی می کند، بنابراین دیودهای با 5.6 ولت برای کاربردهای دمای بحرانی مناسب است. تکنیک های تولید دیود مدرن موجب شده دیودهایی با ولتاژ کمتر از 5.6 ولت با ضریب دمایی قابل چشم پوشی طراحی شود، اما برای دیودهای ولتاژ بالا ضریب دمایی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. ضریب دمایی یک دیود 75 ولتی ده برابر ضریب دمایی یک دیود 12 ولتی است. دیودهای زنر و شکست بهمنی بدون توجه به ولتاژ شکست به عنوان دیود زنر در بازار شناخته و خرید و فروش می شوند.

مقاله مرتبط: مقاومت چیست؟ (ثابت، متغیر، وابسته)

ساختمان دیود زنر

شکل زیر ساختمان داخلی یک دیود زنر را نشان می دهد.

همانطور که از شکل مشخص است دیود زنر از یک زیر لایه نوع P تشکیل شده است که بین یک آند و یک کاتد قرار گرفته است. قسمت N دیود نیز در همین بین و زیر آند قرار گرفته است. یک لایه SiO2 نیز بین کاتد و آند طراحی شده و قسمت های رویی و زیرین مجموعه نیز با لایه ای از فلز پوشانده شده است.

کاربردهای دیود زنر

دیودهای زنر به صورت گسترده به عنوان رفرنس ولتاژ و رگولاتور شانت استفاده میشوند تا ولتاژ را در سرتاسر مدارات کوچک تنظیم و کنترل کنند. این دیودها به صورت موازی با منبع ولتاژ متغیر به هم متصل می شوند تا به صورت معکوس بایاس شوند. یک دیود زنر هنگامی که ولتاژ به حد شکست معکوس دیود می رسد شروع به هدایت جریان می کند. از آن نقطه به بعد امپدانس پایین دیود ولتاژ را در دوسر دیود در همان مقدار نگه می دارد.

روش تشخیص ولتاژ شکست دیود زنر

روش تشخیص ولتاژ دیود زنر علاوه بر روش کد دیود زنر اندازه گیری از روی مدار است. هنگامی که دیودی را خریداری می کنید می توانید از روی آن ولتاژ شکست را بخوانید. اما گاهی اوقات ولتاژ شکست واضح چاپ نشده و یا پایک شده است. در این حالت با کمک یک ولت متر و مدار زیر می توان میزان این ولتاؤ شکست را اندازه گرفت. به دلیل اینکه ولتاژ کار دیود زنر کمتر از 200 ولت است برای اندازه گیری آنها به ولتاژ مستقیم بیشتر نیاز است. برای این کار با استفاده از مدار زیر ولتاژ 310 ولتی با جریان کم و بدون خطر برق گرفتگی فراهم می شود. برای اندازه گیری ولتاژ کاری دیود، آن را به جای دیود D5 در مدار قرار میدهیم و ولتاژ آن را اندازه می گیریم. ولتاژی که ولت متر در این حالت نمایش می دهد ولتاژ شکست دیود زنر نامیده می شود.

کد دیود زنر

جریان و ظرفیت کاری دیود زنر را علاوه بر اینکه روی آنها چاپ می شود می توان اندازه گیری کرد. در دیودهای زنر از نوارهای رنگی برای نشان دادن ظرفیت و تلرانس دیود استفاده می شود. ابعاد فیزیکی دیود نیز نشان دهنده توان آن است. نوارهای رنگی روی دیود زنر از یک سیستم در تشخیص ظرفیت این دیود ها پیروی می کنند که کد رنگی دیود زنر نام دارند.

کد دیود زنر که به نام کد رنگی دیود زنر هم شناخته می شود طبق جدول زیر و از چپ به راست خوانده می شوند:

اندازه گیری میزان ظرفیت دیود نیز به این صورت است:

خطای تلورانس –  عدد مربوط به Multiplier × کد رنگ نوار اول

در جدول زیر راهنمای خواندن این کدها را مشاهده می کنید.

نحوه خواندن کد دیود زنر

از نظر ظاهری دیودهای ولتاژ و سیگنال شبیه به هم هستند. از دیود زنر ولتاژ برای تنظیم ولتاژ استفاده می شود. روش تشخیص کد این دیودها در جدول زیر آمده است.

مزایای دیود زنر و کاربردهای آن

مهمترین مزیت دیود زنر ظرفیت توان بسیار بالای آن است. این دیود همچنین دقت خیلی بالا و در عین حال ابعاد کوچکی دارد. هزینه ساخت این دیودها نیز بسیار پایین است. این خصوصیات باعث شده ازین دیود به عنوان رفرنس ولتاژ مدار استفاده شود. همچنین این دیود برای پایدارسازهای ولتاژ و همچنین تنظیم کننده  شنت بسیار مناسب هستند. بعلاوه از این دیودهای در مدارهای برشگر و جهش و مدارهای حفاظتی مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد دیگر این مدار دیودها عملیات سوئیچینگ می باشد.

جمع بندی کد دیود زنر

در این مقاله به بررسی دیود زنر پرداختیم و نحوه تشخیص مشخصات این دیودها از کد دیود زنر را معرفی کردیم. این دیودها در مدارات و بردهای الکترونیکی کاربرد دارند. برای اینکه قادر باشید بردهای الکترونیکی را عیب یابی و تعمیر کنید. دیود ها بخش مهمی از مدارات الکترونیکی هستند.

تکنسین های تعمیرات همگی مراحل صحیح ورود به این رشته پرسود را به طور صحیح طی کرده اند.  یادگیری این رشه کاملا تخصصی نیازمند آموزش اصولی و صحیح می باشد. این آموزش ها باید در کارگاه های مجهز تعمیرات برد و زیر نظر تکنسین های حرفه این صور بگیرد.

آموزشگاه فنی سازان با سال ها تجربه در آموزش دوره های فنی حرفه ای به برگزاری این کلاس ها اقدام می کند. آموزش ها در کلاس های حضوری صورت می گیرد و کاملا عملی هستند، یعنی کارآموزان در کارگاه با ابزار عیب یابی و تعمیر بردهای الکترونیکی کار می کنند و به صورت کاربردی آموزش ها را فرا می گیرند.

از مزایای این دوره ها می توان به ارائه مدرک معتبر از سازمان فنی حرفه ای، پشتیبانی مادام العمر پس از دوره و ضمانت یادگیری دوره ها نام برد.