Polovodičové diody se používají k různým účelům, zejména k usměrňování a stabilizaci voltampérových charakteristik. Pokud vytváříte obvod a vybíráte do něj vhodné součástky, měli byste se při výběru orientovat nejen podle ceny, ale také podle konkrétní funkčnosti a charakteristik, jimiž disponuje. Polovodičové diody jsou typově vyráběny z několika druhů materiálů a v konstrukčním provedením, které definuje uživatelské charakteristik a způsob instalace. Jednotlivé typy diod se mezi sebou liší především způsobem užívání, které může být buď zaměřeno na ovlivnění proudových charakteristik v obvodu, signalizaci či jiné využití emise světla, nebo k regulaci určité funkce zařízení. Mezi základní typy diod patří i diody stabilizační, jinak známé také jako Zenerovy.
Princip a použití Zenerovy diody
Zenerovy diody se používají ke stabilizaci hodnoty napětí v daném elektrickém obvodu. Na rozdíl od usměrňovacích diod jsou ty stabilizační založeny na nedestruktivním průrazu, což umožňuje jejich opakované použití v případě nadměrného zatížení. Princip stabilizace procházejících proudových charakteristik tak spočívá ve vyzkratování součástky v případě překročení hodnoty proudové charakteristiky, na kterou je nastavena, a tedy její kontinuální oscilaci. Dle vlastností a použití se Zenerovy diody dělí do dvou základních kategorií, a to na diody:
- napěťové regulační – slouží ke stabilizaci napětí při zatížení daným rozsahem intenzity proudu
- napěťově referenční – slouží ke stabilizaci napětí při daném proudovém rozsahu a zachování tepelné stabilizace součástky
Zapojení Zenerovy diody do obvodu
Konstrukčně jsou Zenerovy diody řešeny jako křemíkové plošné součástky, které se zapojují v závěrném směru. Specifickou charakteristikou Zenerovy diody je napětí, při kterém dohází k Zenerovu jevu. Dosažením hodnoty tohoto napětí dochází k proražení napětí. V tomto ohledu je tedy nutné při výběru diody sledovat, na jaký proudový rozsah a jaké napětí je dioda navržena, přičemž napětí určuje, na jaké úrovni se obvod stabilizuje (do jeho dosažení funguje dioda jako usměrňovací) a maximální proud nejvyšší hodnotu proudu, který může diodou protékat, aniž by došlo k jejímu poškození působením nárůstu tepla. Napětí, při kterém začne působit Zenerův jev je dáno šířkou PN přechodu – při velmi úzkém přechodu je nástup Zenerova jevu pomalý, při větších šířkách pak nastává mnohem prudčeji. Konkrétní zapojení do obvodu se provádí prostřednictvím vývodů, které mohou být upraveny jako běžné vývody, nebo do formy SMD či THT (pro aplikaci na plošných spojích).
Využití Zenerovy diody
Stabilizační diody se používají k úpravě napětí v obvodu, u kterého se předpokládá silné kolísání. K tomu dochází především při různých odběrech a náhlém spínání jednotlivých větví.
