Ikdienā un profesionālajā darbībā visās jomās tiek plaši izmantotas dažādas elektroniskās ierīces. To darbību nodrošina pastāvīga sprieguma avots, kas tiek darbināts no maiņstrāvas tīkla. Tīkla spriegums bieži "staigā" plašās robežās, un bez īpašiem pasākumiem visas šīs izmaiņas tieši atspoguļojas izejas spriegumā. Tas vislabākajā veidā neietekmē elektroniskās ierīces darbību. Lai novērstu šo trūkumu, avota izejas sprieguma stabilizēšanai tiek izmantoti vairāki ķēdes risinājumi. Stabilizācijas ķēžu lielākās daļas galvenās sastāvdaļas funkcijas veic zenera diode.
Zenera diode funkcijas
Zenera diode (ārzemju literatūrā, ko izgudrotāja vārds bieži dēvē par Zenera diode), ir pusvadītāju diode, kas tiek darbināta apgrieztā slīpuma režīmā. Sakarā ar atbilstošo pn savienojuma struktūru pie sprieguma vērtības, kas sasniedz noteiktu sliekšņa spriegumu, tas sākas elektriskais sadalījums, kā rezultātā straume strauji palielinās ar ļoti nelielām sprieguma krituma izmaiņām krustojumā, kā parādīts 1. attēls. Šī zona darbojas zenera diode.
Standartizēti parametri
Ražotājs tehniskajos datos norāda vairākus parametrus, kas nepieciešami, izstrādājot stabilizācijas ķēdes.
Obligāti:
- stabilizācijas spriegums;
- maksimālā strāva.
Padomju zeneru diodes izmantošanas ērtību ievērojami atvieglo fakts, ka stabilizācijas spriegums ir skaidri ievadīts viņu indeksā. Piemēram, apzīmējums KS147 apzīmē silīcija zenera diode ar stabilizācijas spriegumu 4,7 V.
Vienkāršākā stabilizācijas shēma
Visvienkāršākā t.s. parametriskā stabilizācijas ķēde ir parādīta 2. attēlā un ir samontēta no zenera diode un ierobežojošā rezistora R Tas darbojas šādi. Piemēram, ja ieejas spriegums palielinās par ΔU, strāva caur zenera diodi uzreiz palielinās, kā rezultātā ΔU nokrītas par R un ķēdes ieejas spriegums nemainās.
2. attēlā redzamās ķēdes stiprā puse ir normāla veiktspēja gan ar vienmērīgu, gan pēkšņu ieejas sprieguma izmaiņu. Lai vēl vairāk uzlabotu stabilizācijas kvalitāti impulsu ievades darbību laikā, paralēli zenera diodei bieži tiek iekļauts liels kondensators.
Lietojamības pārbaude
Zenera diodes veselības pārbaude ir līdzīga parastā diodes pārbaudei un tiek veikta ar multimetru: elementam ir jāpierāda liela pretestība vienā virzienā un maza - otrā virzienā, 3. attēls. Tas ir saistīts ar faktu, ka sadalīšanās spriegums ir ievērojami lielāks nekā testera izejas spriegums pretestības mērīšanas režīmā.