يُعرف الديود زينر على أنهُ عنصرٌ إلكترونيٌّ شبهُ موصلٍ يعملُ بشكلٍ مشابهٍ لعملِ الدِّيوداتِ العاديَّة.

ما الفرقُ بين الديود زينر والديود العادي ؟

تسمحُ الدّيوداتُ العاديّةُ بمرورِ التّيّارِ الكهربائيِّ باتّجاه واحد (الانحياز الأماميّ) دونَ الاتِّجاه المعاكسِ (الانحيازُ العكسيّ) وذلك في حالِ كان الجهدُ العكسيّ المطبّقُ على الدّيود أقلَّ من جهدِ انهياره

فعندَ جهدِ الانهيارِ يُتلف الدِيود العادي مسبِّباً مرورَ التّيارَ الكهربائيَّ دونَ مقاومةٍ.

أمَّا بالنسبة لديودِ زينر, فبتصميمهِ المختلفِ يستطيعُ العملَ في الانحيازِ العكسيِّ دونَ أن يتلفُ.

كيف يتم مبدأ عمل الديود زينر ؟

في حالة الانحياز الأمامي: يمتلك الديود زينر جهدَ تشغيلي يتراوحُ بين 0.3 و 0.7 فولط لتمرِّرَ التّيَّار الكهربائيَّ.

في حالة الانحياز العكسيّ: يمنع الديود زينر مرور التَّيّارالكهربائي حتَّى يصل إلى قيمة جهدٍ معيّنٍة تمَّ ضبطه عليها مسبقاً تُدعى بجهدِ زينر

قبل الوصول إلى هذه القيمة يتسرَّب تيّار بسيط يُدعى تيَّارَ التَّسرُّب.

أمَّا بعد الوصول إلى منطقة جهد زينر، فيتدفَّقُ التَّيّارُ الكهربائيُّ ليزداد إلى التّيّار الأعظميّ المحدّدة تِبعاً لمقاومة الدّيود.

البارمترات الأساسيّة لديود زينر:

  1. جهد زينر Vz : وهو جهدُ الانحياز العكسيّ للدّيود, يتراوحُ هذا الجهدُ حسبَ تصميمِ الديود بين 2.4 و 200 فولط, و قد يصلُ إلى 100 كيلو فولط في بعض التَّصميمات.
  2. تيار زينر الأعظميّ Iz max : وهو الحدُّ الأقصى للتَّيَّارِ عند جهد زينر Vz  ، يترواحُ هذا التيار بين 200 uA إلى 200 A .
  3. تيار زينر الأصغريّ Iz min : هو الحدُّ الأدنى للتَّيّارِ الذي يبدأ عنده الديود زينر بتمريرِ التّيّار بشكلٍ اعتياديٍّ في منطقةِ الانحيازِ العكسيِّ, حيثُ يتراوحُ بين 5mA و 10mA
  4. القدرةُ المبدّدة في زينر Power Rating : هذا البارمتر يُعطى كحاصلِ جداءٍ للجهدِ على طرفيّ الثّنائي و التّيَّار الذي يعبرُ خلالهُ.
  5. تحمُّل الجهد voltage Tolarance : ±5%
  6. استقرارُ درجةِ الحرارةِ: ديودات زينر ذاتُ جهدِ زينر المتراوحُ حول 5V تمتلكُ أفضلَ استقرارٍ لدرجةِ الحرارةِ.
  7. مقاومةُ زينر Rz : كما هو موضّحٌ في منحني الخصائصِ, يُظهرُ ديود زينر بعضَ المقاومة.

استخدامات الديود زينر:

     يُستخدمُ الديود زينر كعنصرٍ مرجعيٍّ في عمليَّةِ تنظيم الجهد, فكما هو واضحٌ في المنحني

نلاحظُ أنَّ الجهد على طرفي الحمل في منطقة الانحياز العكسي هو جهد زينر ذاته.

كما يَمكنُ استخدامُ الديود زينر في الحمايةِ من الجهودِ الزَّائدة, حيثُ يؤدِّي تطبيقُ جهدٍ أعلى من جهدِ زينر إلى سريان التَّيَّارِ عبرِ زينر وخلقِ هبوطِ جهدٍ عبر المقاومة مما يؤدّي إلى تفعيل (SCR) وخلقِ دارةِ قِصَرٍ مع الأرض ليتمَّ فصلُ الإمدادش الكهربائيِّ عن الحملِ.

وأخيراً يمكننا استخدامُ هذا الديود في تعديلِ شكلِ موجةِ التَّيَّارِ المتناوبِ

حيثُ يقوم زينر بقصِّ أجزاء من إحدى أو كِلا نصفي الموجة للتَّيَّار المتناوب بغرض تشكيل الموجةِ حسب المطلوب أو لتأمينِ الحمايةِ المطلوبةِ.

مصدر المقال: اضغط هنا

  • إعداد: المهندسة رهف النداف
  • تحرير: المهندس بشار الحجي