Diode Zener là gì – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động Diode Zener

“Diode Zener là gì ?” Có lẽ đây là câu hỏi mà chúng tớ nhận được khá nhiều trong thời gian vừa qua. Trong bài viết này, chúng ta sẽ làm quen với những kiến thức cơ bản về Diode Zener, cách chúng hoạt động và cách sử dụng chúng nhé. Let’s go!!!

Diode Zener là gì?

Diode Zener là một linh kiện cho phép dòng điện chạy không chỉ theo hướng thuận như diode thông thường mà còn theo hướng ngược lại nếu điện áp đặt vào nó lớn hơn điện áp đánh thủng. Tên gọi Diode Zener được đặt theo tên của Clarence Melvin Zener, người phát hiện ra đặc tính điện này.

Về hình dáng diode Zener khác diode thường ở màu sắc. Về ký hiệu trong mạch điện thì Diode Zener có ký hiệu gạch chéo giống chữ Z (biểu tượng của chữ Zener).

Cấu tạo của Diode Zener

Loại điốt này có hai lớp bán dẫn P – N ghép với nhau.

Với diode Zener, các lớp bán dẫn N và P được khuếch tán với nhau. Vùng tiếp giáp được phủ một lớp silicon dioxide (SiO₂ ). Đồng thời trong quá trình thiết kế, toàn bộ tổ hợp được mạ kim loại để tạo ra kết nối cực dương và cực âm.

Lớp SiO₂ giúp ngăn ngừa sự nhiễm bẩn của các mối nối. Vì vậy, được sử dụng trong việc thiết kế diode zener.

Nguyên lý hoạt động của Diode Zener

Có thể hiểu đơn gian nguyên lý hoạt động của Diode Zener như sau.

Đặt 1 điện áp ngược trong giới hạn cho phép của Diode Zener, đầu ra sẽ thu được điện áp cố định, tùy theo từng loại Diode Zener. Hay hiểu 1 cách khác, Diode Zener như 1 bộ phân áp, tạo ra 1 điện áp đầu ra cố định khi điện áp đầu vào thay đổi.

Diode zener có nguyên lý hoạt động giống diode thông thường ở chế độ phân cực thuận và có điện áp bật từ 0,3V – 0,7V. Tuy nhiên, khi được kết nối với chế độ phân cực ngược, thường thấy trong hầu hết các ứng dụng của nó. Khi điện áp ngược tăng lên đến điện áp đánh thủng (V_Z) được xác định trước, một dòng điện bắt đầu được chạy qua diode.

Dòng điện tăng đến mức tối đa I_zmax, sau đó ổn định và không thay đổi trong một phạm vi rộng của điện áp ngược chịu đựng.

Đặc tuyến Volt-Ampe của Diode Zener

Thực ra, đặc tuyến Volt-Ampe thể hiện rõ nhất nguyên lý hoạt động cảu Diode Zener.

Các Diode Zener được sử dụng trong chế độ phân cực ngược. Từ đường cong đặc tính ở phía bên trên ta có thể thấy diode zener có một vùng trong đặc tuyến phân cực ngược của nó với điện áp âm gần như không thay đổi khi giá trị của dòng điện chạy qua thay đổi. Hầu hết thì điện áp này sẽ không thay đổi ngay cả đối với những thay đổi lớn của dòng điện cung cấp vào diode zener vẫn nằm ở giữa dòng điện nhỏ nhất I_Z(min) và dòng điện tối đa I_Z(max) .

Thông số kỹ thuật của Diode Zener

Các diode khác nhau đều được xác định dựa vào các thông số kỹ thuật như: Điện áp làm việc định danh, sự thất thoát năng lượng, dòng ngược tối đa. Một số những thông số thường được sử dụng như:

• V_Z: Điện áp Zener : Là điện áp được ghim không đổi khi điện áp đầu vào thay đổi trong 1 giới hạn nhất định.
• I_Zmax: Dòng điện định mức tối đa cho phép. Thường tính toán chọn dòng thực tế bằng 1/5 dòng danh định để thiết bị hoạt động tốt. Ví dụ Diode Zener đó cho dòng 200mA, ta chỉ nên thiết kế mạch với dòng 40mA chạy qua là được nhé.
• I_Z min: Dòng điện tối thiểu để diode bị đánh thủng.Thường là 5mA – 10mA.
• P_z: Công suất tối đa mà diode Zener tiêu thụ. Các giá trị thường gặp là
  400mW, 500mW, 1 W và 5W. Đối với Diode Zener loại linh kiện dán thường là 200mW, 350mW, 500mW và 1 W.

Các loại điện áp Diode Zener phổ biến

Diode Zener được sản xuất theo xếp hạng điện áp tiêu chuẩn được liệt kê trong Bảng dưới đây. Bảng “Điện áp điốt Zener phổ biến” liệt kê các điện áp phổ biến cho các loại Diode Zener công suất 0,3W và 1,3W. Công suất tương ứng với khuôn và kích thước gói và là công suất mà diode có thể tiêu hao mà không bị hỏng.

Vậy là hôm nay chúng mình đã cùng các bạn tìm hiểu Diode Zener là gì?. Hy vọng các bạn có thể chọn được cho mình một loại Diode Zener ưng ý nhé.

CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG

Có thể bạn quan tâm

1. Kênh YouTobe hay về điện tử, mạch điện
2. Tài liệu học điện tử miễn phí
3. Fanpage cùng nhau học điện tử
4. Chia sẻ kiến thức điện tử cơ bản
5. TOP 5 Bộ KIT học tập Arduino cho người học lập trình

NƠI MUA LINH KIỆN GIÁ TỐT

1. Linh kiện điện tử giá siêu rẻ : Shop Ristina.vn
2. Linh kiện điện tử, nhà thông minh : Shop Làm Chủ Công Nghệ
3. Chuyên mạch nguồn, sạc dự phòng chỉ từ 1K: Shop Điện Tử AT
4. Chuyên pin sạc 18650, Pin sạc AA: Shop Linhkiengiatot
5. Chuyên các thiết bị điện công nghiệp: Shop Linhkien123