Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Dioda Zenera - zasada działania

afro1 01 Lis 2004 18:48 45198 16
  • #1 01 Lis 2004 18:48
    afro1
    Poziom 15  

    staram się zrozumieć działanie diody zenera ale jakoś mi nie wychodzi. Proszę o pomoc i wytłumaczenie:

    jeśli w jednym układzie podłączę zwykłą diodę p-n w kierunku zaporowym, to popłynie jedynie bardzo niewielki prąd wsteczny.

    A co się stanie gdy podłączę diodę Zenera w kierunku zaporowym? Czy jeśli przekroczę napięcie Zenera, to nastąpi przebicie? Czy to przebicie to tak, jakby tej diody juz po prostu nie było?

    Trudno mi się trochę w tym połapać, dlatego proszę o wytłumacznie mi:

    1. co się stanie gdy podłączę diodę Zenera w kierunku przewodzenia:
    a) i przkroczę napięcie Zenera
    b) i nie przekroczę napięcia Zenera


    2. co się stanie gdy podłączę diodę Zenera w kierunku zaporowym:
    a) i przkroczę napięcie Zenera
    b) i nie przekroczę napięcia Zenera


    3. jakie jest zastosowanie diody Zenera? do czego najczęściej służy w układach?

    pozdrawiam
    Bartek

    0 16
  • #2 01 Lis 2004 19:16
    And!
    Admin grupy Projektowanie

    Dioda Zenera podłączona w kierunku przewodzenia zachowuje się jak dioda krzemowa. Napięcie zenera nie ma znaczenia (liczy się spadek napięcia na diodzie tak jak w każdej prostowniczej).

    Dioda zenera podłączona w kierunku zaporowym zachowuje się również tak jak każda dioda krzemowa. Ma niewielki prąd wsteczny aż do przekroczenia napięcia przebicia. W przypadku diody Zenera napięcie to jest niewielkie ( w porównaniu z typową diodą prostowniczą np. 1000V).
    Po przekroczeniu napięcia Zenera gwałtownie rośnie prąd który płynie przez diodę. Napięcie wzrasta powoli. Dzięki temu następuje stabilizacja napięcia.
    Oczywiście prąd nie może rosnąć w nieskończoność. Jest ograniczony maksymalną mocą strat w diodzie. Po przekroczeniu tej mocy dioda może ulec uszkodzeniu.

    Diody Zenera działają w układach stabilizacji (co wynika z tekstu powyżej) oraz układach zabezpieczeń gdzie mogą ograniczyć wzrost napięcia.

    To tyle bardzo ogólnie o diodach Zenera. Pisz jak czegoś nie rozumiesz.

    Każda dioda krzemowa (z drobnymi wyjątkami) posiada właściwości takie jak napięcie przebicia pojemność itp.

    W przypadku diod Zenera , pojemnościowych itp. pewne właściwości są wzmocnione (konstrukcją, domieszkami) co pozwala korzystać z interesujących nas zjawisk. Także np. zjawisko przebicia niekorzystne w diodach prostowniczych jest wykorzystane w diodach Zenera.

    1
  • #3 01 Lis 2004 19:29
    jozefg
    VIP Zasłużony dla elektroda

    afro1 napisał:
    1. co się stanie gdy podłączę diodę Zenera w kierunku przewodzenia:
    a) i przkroczę napięcie Zenera
    b) i nie przekroczę napięcia Zenera
    Napięcie zenera nie ma w tym wypadku nic do rzeczy - będzie się zachowywać jak dioda zenera ale o napięciu 0,6V

    Cytat:
    2. co się stanie gdy podłączę diodę Zenera w kierunku zaporowym:
    a) i przkroczę napięcie Zenera

    Popłynie przez nią duży prąd - teoretycznie tyle ile da zasilacz
    Cytat:
    b) i nie przekroczę napięcia Zenera
    Nie popłynie żaden prąd

    Cytat:
    3. jakie jest zastosowanie diody Zenera? do czego najczęściej służy w układach?
    Do stabilizacji napięć

    2
  • #4 01 Lis 2004 19:56
    afro1
    Poziom 15  

    And! napisał:

    Po przekroczeniu napięcia Zenera gwałtownie rośnie prąd który płynie przez diodę. Napięcie wzrasta powoli. Dzięki temu następuje stabilizacja napięcia.
    Oczywiście prąd nie może rosnąć w nieskończoność. Jest ograniczony maksymalną mocą strat w diodzie. Po przekroczeniu tej mocy dioda może ulec uszkodzeniu.


    ja to pojmuję tak: napięcie sobie wzrasta np. od 0 do 5v, a napięcie Zenera diody to np. 4V. Więc jak napięcie osiągnie wartość 4V to już przestaje wzrastać - no może troszkę :)

    Ale nie rozumiem tego, że gwałtownie rośnie prąd, który płynie przez diodę. Przecież prąd zalezy od obciążenia. Jeśli dam większe obciążenie, to prąd płynący się zwiększy, jeśli mniejsze, to zmniejszy. Ewentualnie: P=U*I czyli P=4V(napięcie Zenera) * 1,5A (przykłądowe obciążenie)=6W dla diody np. o mocy 5W kończy się zniszczeniem diody.

    Początkujący jestem, więc stąd moje pytania i wątpliwości. Napisz co źle rozumiem, gdzie jestem w błędzie. Może w ogóle myślę nie tak, jak trzeba? :(

    1
  • #5 01 Lis 2004 20:19
    And!
    Admin grupy Projektowanie

    Diody zenera pracują zwylke przy małych prądach.
    Zwykle prąd diody ogranicza rezystor.
    Obciążenie jest podłączone równolegle do diody i prąd rozpływa się na obciązenie i diodę.
    Najgorsze warunki pracy dla diody to przy odłączonym obiążeniu (cały prąd przepływa przez diodę).

    0
  • #6 01 Lis 2004 20:35
    ed-ek
    Poziom 34  

    Obciążenie jest w typowych zastosowaniach dołączone równolegle do diody,a w szereg z tym równoległym połączeniem jest włączony rezystor ograniczający(narysuj to sobie).Dopóki napięcie na diodzie(czyli na obciążeniu) nie przekroczy napięcia zenera,prąd płynie przez obciążenie i rezystor ograniczający(przez zenera nie).Po osiągnięciu napięcia zenera,gdy zwiększamy napięcie zasilania,prąd zaczyna płynąć przez diodę i obciążenie - czyli zener zabiera część prądu z obciążenia.Prąd obciążenia pozostaje stały mimo zwiększania napięcia zasilania,bo tą "nadwyżkę" przejmuje dioda.Oczywiście nie może to trwać w nieskończoność,po przekroczeniu dopuszczalnej mocy diody ulegnie ona zniszczeniu.

    4
  • #7 01 Lis 2004 20:55
    afro1
    Poziom 15  

    dzięki And! i ed-ek. Już rozumiem

    wnioskuję, iż najprostszy układ z diodą Zenera powinien wyglądać tak, jak w załączniku

    3
  • #8 01 Lis 2004 21:08
    ACULA
    Poziom 34  

    To może wspomnę o nietypowym, typowym połączeniu. Oprócz połączenia równoległego można zgubić kilka woltów w połączeniu szeregowym. Niby zasada jak z rezystorem ale zamiast niego można podłączyć np silniczek. Oczywiście prąd musi być zgodny z maks mocą diody ;)

    2
  • #9 01 Lis 2004 21:08
    Xitami
    Poziom 29  

    Nie, żaróweczka równolegle z diodą

    0
  • #11 01 Lis 2004 22:47
    afro1
    Poziom 15  

    czyli rezystor ma tez ograniczać prąd żarówki, tak?

    więc tak, jak teraz w załączniku?


    poza tym chciałbym troszkę zboczyć z tematu, ale bardzo ciekawi mnie jedna sprawa:

    mianowicie co daje w układzie:

    1. podłączenie kondensatora równolegle, a co daje szeregowo? czy rodzaj podłączenia wpływa jakoś na ładowanie/rozładowanie/itp. ?
    2. słyszałem, że są takie kombinacje np. rezystor szeregowo i kondensator równolegle albo odwrotnie i spełniają one funkcje czegoś w rodzaju filtrów i antyfiltrów. Możecie mi to przybliżyć?

    3. jaką rolę w układzie może spełniać kondensator?

    Nie chodzi mi o to, co on dokładnie robi, tylko jego typowe zastosowania (ja wiem tylko, że jako filtr tzn. wygładzanie sinusoidy napięcia) oraz co może on dawać w zależności od sposobu podłączenia?

    bardzo bym prosił o rysunki, chociażby jakieś proste schematy

    pozdrawiam
    Bartek

    0
  • #12 01 Lis 2004 23:08
    ACULA
    Poziom 34  

    Rezystor ogranicza prąd płynacy przez diodę. Projektując stabilizator diodowy zazwyczaj bierzesz pod uwagę minimalny oi maksymalny prąd diody. Rezystor obliczasz dla maksymalnego (Uzas-Uzener) /I max.
    maksymalny prąd możliwy do pobrania obliczasz jako różnicę Imax-Imin diody.

    Czym większa częstotliwość tym mniejsza impedancja(odpowiednik rezystancji). Jeżeli połączysz rezystor-kondensator to kondensator zmienia swoja impedancję i "dzielnik " zmienia swoje napięcie. Tak można by uprościć filtry, oczywiście to dla napięć zmiennych.

    Dla stałych rezystor podłączony szeregowo umożliwia naładowanie kondensatora, równolegle rozładowanie.
    Sztuczka z RC polega na tym ze taki układzik ma stałą czasową która mówi nam o czasach ładowania i rozładowania, przez co znajdują zastosowanie w układach czasowych.

    Kondensator filtruje napięcie, szczególnie tętnienia w zasilaczach a po polsku to wygładza zmiany napięcia ;)

    Chyba żądasz zbyt wiele. Proponuję abyś kupił sobie jakąś książkę, lub przeszukał net.
    Tu masz coś przydatnego
    http://www.elektroda.net/pomoce/index.html
    Zadawaj konkretne pytania o konkretne zjawiska tak jak z diodą. Będzie o wiele łatwiej.

    0
  • #13 01 Lis 2004 23:32
    afro1
    Poziom 15  

    wielkie dzięki Acula. Nad tymi kondensatorami jeszcze trochę posiedzę, bo ciężko wchodzą, ale mam nadzieję, że to pojmę...

    W każdym razie wielkie dzięki za odpowiedzi - nie do końca rozumiem ten dzielnik, ale będę nad ty pracował.

    ...aktualnie korzystam z książki wydawnictwa WKŁ: "Elektronika" Johna Watsona z serii wiedzieć więcej.
    Słyszałem o niej różne opinie, ale sięgnąłem do niej, gdyż bardzo przystępnie tłumaczone są od początku wszystkie elementy i typowe rodaje układów (np. generatory, zasilacze, wzmacniacze operacyjne, wzmacniacze audio, lampy itp.).

    Jednakże nigdzie do tej pory nie spotkałem się z książką, która zawierałaby zbiór typowych, konkretnych zastosowań poszczególnych elementów. To by byała naprawdę znakomita sprawa...ale nie wiem nawet czy takie coś istnieje :(

    Spotkałeś się może z czymś takim? może być po angielsku....

    1
  • #14 01 Lis 2004 23:41
    ACULA
    Poziom 34  

    Zaraz dostanie mi się ale jest biblia poczatkujących.
    Sztuka elektroniki.
    Opisuje na krasnoludkach jak i na poważniejszych wzorach. Wadą jest cena 90zł.

    Coś mi się wydaje że wiele nie nauczysz się teoretycznie . Najlepiej działać (pseudo)praktycznie
    Ściągasz workbencha z elki. Konstuujesz "dzielnik" napięcia RC Podpinasz isę miernikami i sprawdzasz jak działa. Potem zmieniasz wartości elementów i częstotliwości. Wyniki obserwujesz na miernikach i oscyloskopie.
    Po podłączeniu z generatora prostokąta możesz obserwować ładowanie i rozładowywanie kondensatora.

    Jeśli masz problem zapraszam równeiż na gg ;)

    1
  • #15 02 Lis 2004 18:14
    afro1
    Poziom 15  

    1. co to jest "workbench"?

    2. nie mam oscyloskopu

    3. czy istnieje jakiś programik emulujący działanie różnych układów, złożonych tylko na ekranie? fajnie by było, gdyby to miało jeszcze jakiś symulator oscyloskopu i multimetru, aby można było wszystko od razu zaobserwować na kompie, a składać już tylko sprawdzony i działający układ. Słyszałem, że programy do projektowania płytek posiadają takie coś. Możesz mi polecić coś w miarę prostego, ale tez żeby spełniało moje wymagania?

    0
  • #17 02 Lis 2004 21:14
    afro1
    Poziom 15  

    dzięki fajny ten programik

    Szukałem wyszukiwarką elektrody.pl, ale figę znalazło :(

    dziękuję wszystkim za wszystkie odpowiedzi i serdecznie pozdrawiam

    3