이론에서 실천으로 : 신뢰할 수있는 과전압 보호를 위해 제너 다이오드 사용
2024-05-15 9252

1930 년 하버드 대학교 (Harvard University)에서 박사 학위를받은 후 20 세기 초 미국 물리학 자 클라렌스 멜빈 제너 (Clarence Melvin Zener)가 개발 한 제너 다이오드 (Jener Diodes)는 전자 구성 요소의 상당한 발전을 기록했다.이 기사는 강한 전기장이있는 매우 얇은 고갈 영역을 생성하기 위해 크게 도핑되는이 다이오드의 특정 특성을 자세히 설명합니다.이 필드가 다이오드의 고장 전압에 도달하면 Zener 파괴의 경우 5V 미만이거나 눈사태 분해를 위해 5V 이상이 될 수 있습니다. 전자가 전자를 제거하여 전류를 생성하기에 충분히 강합니다.이 발견은 전자 회로를 제어하는 새로운 방법을 제공하여 1V 미만에서 250V 이상의 파괴 전압이 1%에서 20% 사이의 공차로 전자 설계의 정밀도를 용이하게합니다.

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그림 1 : 실제 PCB의 제너 다이오드

제너 다이오드 란 무엇입니까?

Zener Diodes는 역 바이어스가있을 때 PN 접합의 파괴 특성을 활용하고, 전류가 크게 변동될 때 말단 전압의 안정성을 유지하는 데 더 큰 역할을 할 수 있습니다.그들을 가로 지르는 다이오드의 전압은 입력 전압의 임의의 V ariat 이온에 의해 일정하고 영향을받지 않습니다.이 안정성은 전원 공급 장치 변동 또는 유사한 교란으로 인해 발생할 수있는 회로 전압의 변화에 대항하기 위해 전자 회로 설계에 유용합니다.전략적 지점에서 Zener 다이오드를 배치함으로써 설계자는 하중에 걸쳐 전압을 안정화시켜 전자 구성 요소의 일관된 성능을 보장 할 수 있습니다.Zener Diodes 의이 간단하지만 정교한 기능은 현대 회로의 필수 부분이되어 전압에 대한 정확한 제어를 촉진하고 전기 시스템의 전반적인 신뢰성을 향상시킵니다.

또한, 제너 다이오드의 전기 기호는 일반 다이오드 기호와 다릅니다.회로 다이어그램에서, 신호 다이오드 또는 파워 다이오드와 같은 종래의 다이오드는 제너 다이오드에 사용 된 것과 다른 표준 기호로 도시되어있다.

그림 2 : 일반 다이오드

그림 3 : 제너 다이오드

과도 전압 억제 (TV)를 위해 특별히 설계된 제너 다이오드와 관련하여, 이들은 종종 단일 장치로 결합된다.이 조합 장치는 단일 제너 다이오드 및 기타 유형의 다이오드와 시각적으로 차별화되는 뚜렷한 기호로 개략도로 표시됩니다.이 특수한 기호는 기술자와 엔지니어가 회로에서 장치의 기능과 특성을 신속하게 식별하여 정확하고 효율적인 회로 설계 및 문제 해결을 보장하는 데 도움이됩니다.

그림 4 : 두 TVS 제너 다이오드의 조합

일반적인 제너 다이오드 값 및 부품 번호

제너 다이오드를 선택할 때는 효과적인 전압 조절 및 보호를 보장하기 위해 회로의 요구와 일치하는 전압 등급을 선택하는 것이 중요합니다.다음은 일반적으로 사용되는 Zener 다이오드, 일반적인 응용 프로그램 및 부품 번호의 분석입니다.

3.3V 1N5226

마이크로 컨트롤러 및 디지털 신호 프로세서 (DSP)에서 일반적으로 발견되는 3.3V 로직 회로에서 전압을 안정화하는 데 이상적입니다.이 다이오드는 올바른 작동 전압을 유지하여 일관된 성능을 보장합니다.

5.1V 1N5231

5V 디지털 및 논리 회로에서 자주 사용되는이 다이오드는 전형적인 TTL (트랜지스터-트랜지스터 로직) 및 CMO (보완 금속 산화물-세미 컨덕터) 회로에 적합합니다.안정적인 전압 조절을 제공하고 전압 변동으로부터 민감한 전자 부품을 보호합니다.

그림 5 : 1N5231 제너 다이오드 측정

6.8V 1N5235

이 다이오드는 5V 이상으로 작동하는 아날로그 회로에 맞게 조정되며, 안전하고 효과적으로 작동하기 위해 전압의 버퍼가 필요한 특수 센서 또는 오래된 논리 (통합 회로)에 대한 추가 보호 기능을 제공합니다.

9.1V 1N5239

휴대용 앰프 또는 무선 모듈과 같은 9V 배터리 구동 장치에 최적입니다.이 장치는 안정적인 전원 공급 장치를 수신하여 성능과 안정성을 향상시킵니다.

11.0V 1N5241

특정 아날로그 회로를 포함하여 표준 논리 레벨보다 약간 높은 전압이 필요한 회로에 적합합니다.또한 12V 시스템에 대한 과전압 보호 기능을 제공하여 다양한 응용 분야의 다재다능합니다.

13.0V 1N5243

12V 전원 공급 장치 시스템, 특히 자동차 전자 제품 또는 산업 제어 시스템에서 일반적으로 사용됩니다.시스템을 손상시킬 수있는 잠재적 전압 스파이크에 대한 강력한 과전압 보호 기능을 제공합니다.

15.0V 1N5245

이 다이오드는 작동 증폭기를위한 전원 공급 장치 또는 더 높은 작동 전압 레벨을 갖는 전자 시스템의 기본 보호와 같은 15V 전압 안정성이 필요한 경우에 사용됩니다.

제너 다이오드의 작동 원리

Zener 다이오드는 독특한 물리적 구조로 인해 전형적인 반도체 다이오드와 구별되는 원칙에서 작동하며, 이는 도핑이 많이 발생합니다.이 도핑은 상당히 얇은 고갈 영역을 초래하여 전기장이 일반 다이오드에 비해 더욱 강렬하게 만듭니다.

제너 다이오드가 역 바이어스 될 때, 좁은 고갈 구역 내의 강한 전기장은 Zener 전압으로 알려진 특정 전압에서 전기 대역에 전자를 직접 자극 할 수 있습니다.이 직접적인 흥분은 Zener 파괴로 이어지고, 덜 심하게 도핑 된 다이오드에서 볼 수있는 눈사태 고장과 구별되는 현상이다.눈사태 분해에서, 고갈 영역은 역전 전압이 소수 캐리어에 활력을 불어 넣을 정도로 높을 때까지 역 바이어스 하에서 확대된다.이들 운반체는 격자 이온과 충돌하기에 충분한 에너지를 얻고, 더 많은 전자를 해방시키고, 전류가 급격히 증가하는 연쇄 반응을 설정합니다.

그림 6 : 제너 다이오드 전류

그림 7 : 제너 다이오드 과전압 보호 회로의 원리

그러나 제너 분해는 주로 눈사태 고장 조건이 충족되기 전에도 발생하는 강렬한 전기장으로 인한 양자 터널링에서 비롯됩니다.이 중요한 차이를 통해 제너 다이오드는 다양한 전류 레벨이있는 상태에서 터미널에 걸쳐 안정적인 전압을 유지할 수 있으며, 이는 전압 안정화를 위해 회로 설계에서 활용되는 주요 특성입니다.

그림 8 : Zener Diode Zener 및 Avalanche 고장 다이어그램

그림 9 : 제너 다이오드의 눈사태 분해의 개략도

실제 응용 분야의 경우 Zener Diodes는 Zener 전압에 따라 Zener 파괴 또는 눈사태 분해를 활용하도록 설계되었습니다.일반적으로 6V 미만의 제너 전압이 낮은 다이오드는 주로 제너 고장을 겪으므로 더 낮은 전압에서 전압 안정성이 필요한 응용 분야에 적합합니다.반대로, 6V 이상의 제너 전압이 높은 다이오드는 눈사태 분해를 경험할 가능성이 높으며, 이는 더 높은 전압 범위를 처리하는 데 더 적합합니다.이러한 유연성을 통해 Zener 다이오드는 광범위한 전자 응용 분야에서 사용될 수 있으므로 안정적인 전압 제어를 보장하고 전자 회로의 전반적인 적응성을 향상시킬 수 있습니다.

제너 다이오드와 신호 다이오드의 차이

제너 다이오드 및 신호 다이오드는 전자 회로에 사용되는 반도체 장치이지만, 특히 역 바이어스시 기능과 구조가 크게 다릅니다.

그림 10 : 제너 다이오드 대신호 다이오드

제너 다이오드 - - 전압 안정성 및 보호

이 장치는 반도체 재료의 무거운 도핑을 통해 역 바이어스 조건을 처리하도록 특별히 설계됩니다.이 높은 도핑 레벨은 PN 접합의 폭을 감소시켜 고갈 영역 내에서 전기장을 강화시킵니다.결과적으로 역 전압이 Zener 파괴 전압 (VZ)에 도달하면 Zener 다이오드는 전류가 손상없이 역 방향으로 흐르도록 허용합니다.이 기능은 안정적인 전압을 유지하거나 민감한 구성 요소를 보호하는 전압 조절 및 과전압 보호와 같은 응용 분야에 중요합니다.예를 들어, 전압 조절 시나리오에서 회로 전압이 제너 전압을 초과 할 때 제너 다이오드는 활성화되어 전류를 수행하고 전자 구성 요소를 손상시킬 수있는 변동을 방지하기 위해 전류를 안정화시킵니다.

신호 다이오드 —— 효율적인 신호 처리 및 정류

대조적으로, 신호 다이오드는 최소 역전 전류 누출로 효율적인 순방향 전도를 위해 설계되었습니다.일반적으로, 역 바이어스 (종종 나노 앰퍼)에 마이크로 앰퍼에 대한 전류가 거의 흐르지 않도록하는 것은 대부분의 응용 프로그램에 무시할 수 있습니다.그러나, 역전 전압이 고장 전압을 초과하면 이러한 다이오드가 손상되어 잠재적 인 개방 또는 단락으로 이어질 수 있습니다.그들의 주요 응용 프로그램에는 전진 전도가 필요한 신호 형성, 스위칭 및 저전력 정류가 포함되며 간섭을 방지하기 위해 역전 전류를 최소화해야합니다.

Zener와 신호 다이오드는 전방 바이어스가있을 때 양극에서 음극으로의 전류 흐름을 허용하지만, 역 바이어스 된 행동은 뚜렷한 요구를 충족시킵니다.제너 다이오드는 전압을 제어해야하거나 구성 요소가 전압 스파이크에 대한 보호가 필요한 회로에서는 없어야합니다.손상없이 역전하는 능력은 그러한 보호 역할에 독특하고 필수적입니다.반대로, 신호 다이오드는 역 바이어스 동안 강력한 분리를 사용하여 효율적인 전류 전도 전도를 요구하는 응용 분야에서 탁월합니다.

제너 다이오드와 신호 다이오드 사이의 선택은 응용 프로그램의 특정 요구 사항, 즉 전자의 효율적인 신호 처리 및 후자에 대한 정류에 대한 전압 안정화 및 보호에 달려 있습니다.각 유형의 다이오드는 맞춤형 혜택을 제공하여 회로 설계 및 구현에서 다양한 역할에 적합합니다.

Zener 과압 보호 회로 (OVP)의 장점과 단점

장점

첫째, Zener 과전압 보호 회로는 주로 직렬 저항과 쌍을 이루는 제너 다이오드로 구성되어 있는데, 특히 간단합니다.이 최소한의 디자인은 다양한 전자 설정에 쉽게 통합되어 기본 기술을 가진 사람들에게도 액세스 할 수 있습니다.몇 가지 구성 요소로 인해 유지하기가 쉽습니다.

다음으로, 과전압 보호를 위해 Zener 다이오드를 사용하는 것이 경제적으로 유리합니다.다이오드 자체와 관련 구성 요소는 모두 저렴하고 광범위하게 사용할 수 있습니다.이로 인해 Zener Diode 회로는 상당한 금융 투자없이 효과적인 전압 규제를위한 매력적인 옵션입니다.

또한 Zener Diodes는 지정된 분해 전압에서 안정적인 출력을 제공하도록 설계되었습니다.이 안정성은 전압을 안전 레벨로 제한하는 데 중요하며, 그렇지 않으면 민감한 회로 구성 요소를 손상시킬 수있는 전압 스파이크에 대한 안정적인 보호를 보장합니다.

단점

중요한 단점 중 하나는 회로가 작동 중에 상당한 전력을 소비하는 경향입니다.Zener 다이오드가 전압을 클램핑하기 위해 활성화함에 따라 전류가 통과하여 저항으로 인해 열이 발생합니다.이 열은 본질적으로 낭비되는 에너지이며 에너지에 민감한 응용 분야에서 도전합니다.

그런 다음, 전도 할 때 제너 다이오드에 의해 생성 된 열은 회로 내에서 더 높은 온도로 이어질 수 있습니다.방열판 또는 팬과 같은 추가 냉각 조치를 구현하는 것은 열을 효율적으로 소산하고 안전한 구성 요소 온도를 유지하기 위해 필요할 수 있습니다.

그러나 Zener Diodes는 전압 조절에서 뛰어나지 만 본질적으로 강력한 과전류 보호를 제공하지는 않습니다.결함 조건에서 발생할 수있는 과도한 전류로부터 보호하려면 Zener Diodes를 퓨즈 나 회로 차단기와 같은 다른 보호 구성 요소와 짝을 이루는 것이 필수적이며, 이는 회로 설계를 복잡하게하고 비용을 추가 할 수 있습니다.

제너 다이오드의 기능

과전압 보호 회로의 주요 기능은 회로 전압을 지속적으로 모니터링하고 안전 임계 값을 초과하면 신속하게 응답하여 전자 부품에 대한 잠재적 손상을 방지하는 것입니다.Zener Diodes는 정상적인 작동 조건 하에서 높은 저항을 나타내면서 회로의 적절한 기능을 방해하지 않도록하는 특정 역 분해 전압에서 안정적인 전도를 유지할 수 있기 때문에이 역할도 수행합니다.

먼저 회로 구성 요소를 손상시킬 수있는 정상 작동 전압 및 최대 전압 임계 값을 식별하십시오.정상 작동 전압보다 약간 높지만 최대 전압 임계 값보다 약간 낮은 Zener 전압이있는 Zener 다이오드를 선택하십시오.이 설정은 다이오드가 전압이 정상 범위를 초과 할 때만 전기를 전도하도록 활성화하여 과전압을 방지합니다.

둘째, 선택한 제너 다이오드를 보호하기위한 구성 요소와 병렬로 회로에 통합하십시오.다이오드가 민감한 구성 요소로부터 과도한 전압을 분해 할 수 있으므로 정확한 배치가 필요합니다.제너 다이오드와 직렬로 전류 제한 저항을 추가하십시오.이 저항의 목적은 활성화 될 때 다이오드를 통한 전류의 흐름을 제어하여 과도한 전류로 인한 손상을 방지하고 과전압 조건 하에서 회로가 안정적이고 안전하게 유지되도록하는 것입니다.

운영 예

노이즈 밀도 측정을 개선하도록 설계된 회로를 고려하십시오.여기서, 제너 다이오드는 저음 전원 공급 장치 후에 배치되며, 변동을 처리하기 위해 일반적인 공급 전압에 걸쳐 분해 전압이 있습니다.제너 다이오드는 전압 스파이크를 흡수하고 출력 전압을 후속 회로로 안정화시키는 역할을한다.신중하게 계산 된 전류 제한 저항은 다양한 하중 조건에서 제너 다이오드를 보호하고 일관된 전압 출력을 보장하는 데 사용됩니다.

노이즈 신호를 처리하려면 DC 차단 커패시터를 포함하여 DC 구성 요소를 필터링하고 AC 노이즈 신호 만 허용하여 DC 간섭이 없는지 확인하십시오.그런 다음 노이즈 신호는 저 잡음 증폭기를 사용하여 및 다단계 증폭을 통해 증폭되어 무결성을 변경하지 않고 신호를 강화합니다.그런 다음이 신호는 1kHz와 3kHz 사이의 대역 통과 필터를 통과하여 대상 주파수 범위 내에서만 노이즈를 분리하고 측정하여 감지 및 측정의 정밀도를 보장합니다.

마지막으로, 신호는 높은 정확도와 안정성을 제공하는 실제 RMS 전압계를 사용하여 측정됩니다.제너 전압을 조심스럽게 선택하고 전류 제한 저항을 구성함으로써 제너 다이오드 오버 전압 보호 회로는 예상치 못한 고전압 이벤트로부터 전자 장비를 보호하기위한 강력한 솔루션을 제공하여 전자 장치의 내구성과 안정적인 작동을 보장합니다.

그림 11 : 노이즈 밀도 측정 회로에 사용되는 제너 다이오드

과전압으로부터 회로를 보호하는 방법은 무엇입니까?

마이크로 컨트롤러와 같은 민감한 전자 부품을 과도한 전압으로부터 보호하는 것은 회로 설계에 중요합니다.일반적으로, 마이크로 컨트롤러 I/O 핀은 최대 전압 공차 (종종 5V)를 갖는다.이 한도를 초과하면 마이크로 컨트롤러가 손상 될 위험이 있습니다.이러한 구성 요소를 보호하는 실용적인 방법에는 Zener 다이오드를 사용하여 OVP (Ovp) 회로를 구성하는 것이 포함됩니다.

정상 작동 전압이 5V에 가까운 회로의 경우 5.1V와 같이 약간 높은 분해 전압을 갖는 제너 다이오드가 이상적입니다.이를 통해 정상 조건 (5.1V 미만의 전압)에서 제너 다이오드는 비전 도성이 유지되며 회로 작동을 방해하지 않도록합니다.입력 전압이 5.1V를 초과하면 Zener 다이오드가 활성화되어 전류를 수행하고 전압을 약 5.1V로 클램핑하여 하류의 회로 구성 요소의 손상을 방지합니다.

디자인을 검증하려면 Cadence Pspice와 같은 Spice 소프트웨어를 사용하여 OVP 회로를 시뮬레이션하십시오.전압 소스 (v1), 전류 제한 저항 (R1) 및 선택된 제너 다이오드 (D2)로 시뮬레이션을 설정하십시오.이 시나리오에서 테스트를 위해 6.8V 제너 다이오드 (예 : 1N4099)를 가정하십시오.V1의 전압이 6.8V를 초과하면 시뮬레이션은 출력 전압이 효과적으로 약 6.8V 이하로 제한되어 다이오드의 보호 기능을 확인해야합니다.

입력 전압이 6V 인 경우 출력은 안정적이고 입력에 가깝게 유지되어 정상 작동을 나타냅니다.6.8V에서 출력은 Zener 전압 아래 약간 아래로 정렬되어 다이오드의 참여 및 전압 안정화를 보여 주어야합니다.입력을 7.5V (과전압 조건)로 증가시킬 때 출력은 입력보다 약 6.883V보다 크게 유지되어 과전압에 대한 효과적인 보호를 보여줍니다.회로의 특정 요구에 따라 3.3V, 5.1V, 9.1V 또는 10.2V와 같은 다양한 분해 전압을 갖는 제너 다이오드를 선택할 수 있습니다.이러한 유연성을 통해 설계자는 애플리케이션의 정확한 요구 사항에 대한 과전압 보호를 적용하여 최적의 보호를 보장 할 수 있습니다.

적절한 제너 다이오드를 신중하게 선택하고 다른 전압 조건에서 동작을 정확하게 시뮬레이션함으로써 설계자는 강력한 과전압 보호를 보장 할 수 있습니다.이 접근법은 섬세한 회로 구성 요소의 손상을 방지 할뿐만 아니라 전자 장치의 전반적인 신뢰성과 성능을 향상시킵니다.

그림 12 : 제너 다이오드 회로도

적절한 과전압 보호 제너 다이오드를 선택하는 방법은 무엇입니까?

과전압 보호를위한 효과적인 Zener 다이오드를 선택하려면 모든 조건에서 회로가 안전하고 효율적으로 작동하도록하기위한 몇 가지 중요한 단계가 필요합니다.

적절한 제너 전압을 결정하십시오

회로가 처리 해야하는 최대 전압을 식별하십시오.예를 들어, 디자인이 전압이 6.8V를 초과하지 않도록 지정하면 6.8V의 분해 전압이있는 제너 다이오드가 이상적입니다.

필요한 Zener 전압에 대한 정확한 일치를 사용할 수없는 경우 가장 가까운 값을 선택하십시오.예를 들어, 7V의 높은 과전압을 보호하기 위해 6.8V 제너 다이오드는 최대 임계 값 바로 아래의 전압을 효과적으로 클램핑하는 적절한 근사치가 될 것입니다.

하중 및 바이어스 전류를 계산합니다

일반적으로 하중을 통해 흐르는 전류를 계산하여 시작하십시오.50mA라고 가정합니다.Zener 다이오드 작업에 필요한 바이어스 전류를이 그림에 추가하십시오.Zener 다이오드에 10mA의 바이어스 전류가 필요한 경우 총 전류 요구 사항은 60ma (50ma 부하 전류 + 10ma 바이어스 전류)입니다.

제너 다이오드의 전력 등급을 결정하십시오

제너 전압과 총 전류를 사용하여 전력 소산을 계산하십시오.제너 전압이 6.8V이고 총 전류가 60mA 인 경우, 전력 소산은 6.8V x 0.060A = 0.408 와트로 계산됩니다.신뢰성과 안전을 보장하기 위해 계산 된 값보다 높은 전력 등급의 제너 다이오드를 선택하십시오.500MW 등급의 다이오드는 충분한 마진을 제공합니다.

전류 제한 저항의 값을 계산하십시오

회로가 경험할 수있는 최대 전압을 확인하십시오 (13V).소스 전압과 제너 전압의 차이 인 저항을 가로 지르는 전압 강하를 계산하십시오. 13V -6.8V = 6.2V.OHM의 법칙을 사용하여 필요한 저항 값을 계산합니다. 전압 드롭 / 총 전류 = 6.2V / 0.060A ≈ 103Ω.실제 목적을 위해 이것을 100Ω와 같은 표준 저항 값으로 마무리 할 수 있습니다.

제너 다이오드의 검출 방법

제너 다이오드의 극성을 식별하기 위해 외모를 검사하여 시작할 수 있습니다.금속 캡슐화 된 제너 다이오드는 종종 끝면의 모양을 통해 극성을 구별합니다. 평평한 끝은 전형적으로 양의 전극을 나타내고 반회성 말단은 음의 전극을 표시합니다.플라스틱 캡슐화 된 제너 다이오드의 경우 음극 터미널의 색 표시를 찾아 극성에 대한 빠른 시각적 가이드를 제공합니다.

보다 정확한 방법의 경우 다이오드 테스트로 설정된 멀티 미터 또는 RX1K와 같은 저항 설정이 낮은 경우 효과적입니다.멀티 미터 프로브를 각 단자에 하나씩 다이오드에 연결하십시오.표시된 저항에 유의 한 다음 프로브를 교환하고 다시 측정하십시오.저항이 낮은 설정은 양수에 검은 색 프로브와 음극 단자에 빨간색이 있습니다.두 측정에서 매우 높거나 매우 낮은 저항은 다이오드가 손상되어 올바르게 작동하지 않음을 나타낼 수 있습니다.

그림 13 : 제너 다이오드

제너 다이오드의 전압 조절 값을 측정 할 때는 연속 조절 가능한 DC 전원 공급 장치를 사용하는 것이 좋습니다.13V 미만의 제너 다이오드의 경우 전원 공급 장치를 15V로 설정하십시오.캐소드와 전원 공급 장치의 양의 출력 사이의 1.5kΩ 전류 제한 저항과 음의 출력에 양극을 직렬로 연결하십시오.멀티 미터를 사용하여 다이오드의 전압을 측정하십시오.표시된 값은 다이오드의 전압 조절 값입니다.

그림 14 : 일반적인 제너 다이오드 모양

15V 이상의 조절 값이있는 Zener 다이오드의 경우 정확한 측정을 보장하기 위해 전원 공급 장치의 출력을 20V 이상으로 늘리십시오.대안 적으로, 고전압 제너 다이오드의 경우, 최대 1000V를 전달할 수있는 megohmmeter를 사용할 수있다.Megohmmeter의 양수 리드를 다이오드의 음의 터미널에 연결하고 음의 리드를 양수 단자에 연결하십시오.Megohmmeter의 손잡이를 일관된 속도로 회전시키고 다이오드의 조절 전압에서 안정화 될 때까지 멀티 미터를 사용하여 다이오드를 가로 지르는 전압을 읽으십시오.

이 테스트 중에 전압 값의 변동 또는 불안정성이 관찰되면, 다이오드가 일관되지 않거나 손상되어 교체가 필요하다는 것을 나타낼 수 있습니다.

제너 다이오드 패키지 크기

그림 15 : 제너 다이오드 패키지 치수

Zener Diodes와 함께 작업 할 때는 물리적 차원 및 포장에 익숙해야합니다.이 다이오드의 크기는 일반적으로 특정 제조 표준 및 산업 선호도에 따라 인치로 제공되지만 밀리미터 치수도 참조 할 수 있습니다.

패키지 개요 세부 정보

직경 (BD) 및 길이 (BL)를 포함하는 Zener 다이오드 패키지의 외부 치수는 지정된 한계 내에서 조정할 수 있습니다.이러한 유연성은 특히 열 관리가 문제가 될 때 다양한 응용 프로그램에서 맞춤형 피팅을 허용합니다.제너 다이오드 패키지에 다이오드에서 열 전도를 향상시키는 데 사용되는 열 페이스트가 포함 된 경우이 요소는 총 패키지 크기로 고려해야합니다.그러나 열 페이스트가 관련 될 때 직경 (BD)의 일반적인 최소 크기 제약 조건은 적용되지 않습니다.길이 측정 (BL)은 전체 패키지, 열 페이스트가 포함되어 있어야합니다.

핀 직경 V ariat 이온

제너 다이오드에서 핀의 직경은 패키지 내에서 다를 수 있습니다.이 variat 이온은 열 페이스트를 포함하지 않는 섹션의 핀 마감 또는 편차의 불규칙성을 수용합니다.도금 두께 또는 사소한 제조 이상과 같은 요인은 핀 크기의 차이로 이어질 수 있으며, 이는 설계 및 어셈블리 프로세스 중에 고려해야합니다.

직경에 대한 기호 표현

엔지니어링 설계에서 문서화 및 일관성의 명확성을 보장하기 위해 Zener Diodes의 도면의 직경 크기 및 사양은 ASME Y14.5M 표준에 부착됩니다.이 표준은 직경을 나타내는 "φx"기호를 사용하여 엔지니어링 도면의 균일 성과 정밀도를 촉진하며 제조 사양의 일관성을 유지하는 데 도움이됩니다.

결론

Zener Diodes의 개발로 인해 현대 전자 제품, 특히 전압 조절 및 과전압 보호에서 필수 불가결 한 전자 장치가 필요하지 않았습니다.그들의 고유 한 Zener 및 Avalanche Breakdown 특성을 통해 전압 변동을 효과적으로 처리 할 수 있습니다.구조 및 작업을 신호 다이오드와 비교하면 회로 설계에서 특정 응용 분야에 대한 이해가 심화됩니다.그러나 Zener Diodes는 효율적이고 비용 효율적인 과전압 보호를 제공하지만 높은 에너지 소비 및 효과적인 열 관리의 필요성과 같은 과제도 제시합니다.이러한 문제는 전자 회로 설계의 지속적인 혁신 및 최적화의 필요성을 강조하여 제너 다이오드의 잠재력을 최대한 활용합니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. Zener 다이오드는 무엇에 사용됩니까?

제너 다이오드는 주로 전압 조절에 사용되므로 공급 전압이 변동하더라도 제너 다이오드의 전압이 안정적으로 유지됩니다.또한 과전압 보호에 사용되어 전압 스파이크로부터 민감한 전자 장치를 보호합니다.

2. 과전압 보호 란 무엇입니까?

과전압 보호는 전자 부품이 손상되는 것을 막는 회로 보호 메커니즘입니다.전압 레벨은 회로 구성 요소의 안전한 한계 내에 남아 있도록합니다.

3. 과전압 보호 회로는 무엇입니까?

과전압 보호 회로는 과도한 전압이 부품에 도달하고 손상되는 것을 방지하도록 설계되었습니다.이 회로는 전형적으로 Zener 다이오드, 바라스테르 또는 과도 전압 억제 (TVS) 다이오드와 같은 구성 요소를 사용하여 전압 스파이크 중에 전압을 안전한 레벨로 클램핑합니다.

4. 정상 다이오드와 제너 다이오드의 차이점은 무엇입니까?

주요 차이점은 역전 전압 처리에 있습니다.정상 다이오드는 역 방향으로 전류를 차단하고 역전 전압이 특정 임계 값을 초과하면 손상 될 수 있습니다.대조적으로, Zener Diodes는 역전 전류를 차단할뿐만 아니라 역전 전압이 손상없이 Zener 전압으로 알려진 미리 정해진 레벨을 초과 할 때 안전하게 행동하도록 설계되었습니다.

5. 제너 다이오드의 작동 원리는 무엇입니까?

제너 다이오드는 전압이 제너 전압을 초과 할 때 전류가 역 방향으로 흐르도록하여 작동합니다.이것은 좁은 고갈 영역을 생성하는 심하게 도핑 된 P-N 접합으로 인한 것입니다.이 접합부의 높은 전기장은 Zener 다이오드가 손상되지 않고 역전으로 전도하여 전압 안정성을 유지합니다.이 특성은 회로의 전압 조절 및 보호에 사용됩니다.