ซเนอรไดโอด

Zener Diode

หนวยท 2

จดประสงคเชงพฤตกรรม

นกเรยนสามารถ...............

1. อธบายโครงสรางของซเนอรไดโอดได

2. บอกสญลกษณของซเนอรไดโอดได

3. อธบายวธการไบอสซเนอรไดโอดได

4. อธบายวธการทดสอบซเนอรไดโอดได

5. อธบายการเสยของซเนอรไดโอดได

1. โครงสรางของซเนอรไดโอด

2. สญลกษณของซเนอรไดโอด

3. การไบอสซเนอรไดโอด

3.1 การไบอสตรง

3.2 การไบอสกลบ

4. การทดสอบซเนอรไดโอด

5. การเสยของซเนอรไดโอด

5.1 ไดโอดชอต

5.2 ไดโอดรว

5.3 ไดโอดขาด

เนอหาบทเรยน

ซเนอรไดโอด เปนไดโอดชนดพเศษททาหนาท

รกษาระดบแรงดนใหคงท

มโครงสรางเหมอนไดโอดธรรมดาทวๆ ไป

P N

โครงสราง

สญลกษณ

A K

A K

โครงสรางของซเนอรไดโอด

ประกอบจากสารกงตวนาชนดพกบ

สารกงตวนาชนดเอนตอชนกน

มขาใชงาน 2 ขา คอ

ขาอาโนด (A : Anode)

ขาแคโถด (K : Kathod)

1. เทคนคพเศษในการผลต

2. การทางาน

3. การตอใชงาน

ขอแตกตางของซเนอรไดโอด เทยบกบไดโอด

1. เทคนคพเศษในการผลต

การเตมปรมาณของสารเจอปน จะม

ความหนาแนนกวา

2. การทางาน

A K

+

K A

+

ไบอสตรง ไบอสกลบ

เมอจายไบอสกลบถงจดแรงดนพงทลาย

หรอจดแรงดนซเนอร จะทาใหซเนอรไดโอด

นากระแส

การพงทลายของซเนอรไดโอด

สามารถแบงออกได 2 ลกษณะ

1. การพงทลายแบบอะวาลานซ (Avalanche)

2. การพงทลายแบบซเนอร

การพงทลายแบบอะวาลานซ (Avalanche)

คอ เมอซเนอรไดโอดไดรบไบอสกลบแรงดนสง

จนทาใหมกระแสไหลยอนกลบจานวนมาก ทาให

รอยตอของซเนอรไดโอดทะลและใชงานไมได

การพงทลายแบบซเนอร

คอ การพงทลายทเกดจากแรงดนไบอสกลบ

คาตาๆ ทาใหซเนอรไดโอดนากระแส เกดแรงดน

ตกครอมคงทตลอด มคาแรงดนเทากบแรงดนของ

ซเนอร

3. การตอใชงาน

VZ = 10 V

IZ

Vout

R

0 – 20 V

เมอจายแรงดนใหกบซเนอรไดโอดในระดบหนง

ซเนอรไดโอด จะยงไมนากระแส แตเมอจายแรงดน

ใหสงขน ถงจดแรงดนซเนอร จะทาใหซเนอรไดโอด

นากระแส มกระแสไฟฟาไหลผานในวงจรได

เกดแรงดนตกครอมซเนอรไดโอดคงทตลอด โดยม

คาเทากบแรงดนซเนอร

นยมนาไปใชเปนวงจรควบคมแรงดนใหคงท

(วงจรเรกกเลเตอร)

วงจรสมมลของไดโอด

อดมคต ทางปฏบต

+ +

กราฟคณสมบตของซเนอรไดโอด

Forword Bias

Reverse Bias

แรงดนพงทลาย

กระแส

แรงดน

คณสมบตของซเนอรไดโอด

การทจะนาซเนอรไดโอดมาใชงาน จาเปนจะตอง

ทราบพกดตางๆ ของซเนอรไดโอด เชน

- แรงดนซเนอร

- อตราทนกาลงไฟสงสด

ซงสามารถศกษาไดจากคมอ

VBR (V) หมายถง แรงดน Breakdown Voltage

IS (A) หมายถง กระแสทไหลผานซเนอรไดโอด

ขณะทม RS

VRM (V) หมายถง แรงดนยอนกลบสงสด

IR (A) หมายถง กระแสรวไหลสงสด

IRMS (A) หมายถง กระแสไหลยอนกลบไมคงท

VRMS (V) หมายถง แรงดนยอนกลบสงสด

เบอร VBR

(V) IT

(mA)V

RWM

(V)I

R(A) I

RMS(V)

VRMS

(V)

1N6267A 6.8 10 5.8 1000 143 10.5

1N6268A 7.5 10 6.4 500 132 11.3

1N6269A 8.2 10 6.02 200 124 12.1

1N6270A 9.1 1 6.78 50 112 13.4

1N6271A 10 1 8.55 10 103 14.5

1N6272A 11 1 9.4 5 96 15.6

1N6273A 12 1 10.2 5 90 16.7

1N6274A 13 1 11.1 5 82 18.2

1N6275A 15 1 12.8 5 71 21.2

การวเคราะหวงจร

VZ = 9 V

IZR

12 V

มแบตเตอรรถยนต 12 โวลท อยชดหนง ตองการ

นาแบตเตอรน มาใชกบวทยเทป ซงตองการแรงดน

เพยง 9 โวลท เทานน จะทาอยางไร เพอใหวทยเทป

ใชงานไดกบแรงดนไฟ 9 โวลท

การคานวณ หาก IZ = 50 mA

ดงนน R = E – VZ

IZ

= 12 V – 9 V

50 mA

= 60

การวเคราะหวงจร

VZ1 = 15 VR

50 V

VZ2 = 15 V

แรงดนเอาทพทและแรงดนตกครอมตวตานทาน

มคาเทากบเทาไร

ถาหาก กาหนด IZ = 50 mA

ดงนน R = E – VZ

IZ

= 50 V – 30 V

50 mA

= 400

VOut = 30 V แสดงวา VR = 20 V

การวดและทดสอบซเนอรไดโอด

1. วดแรงดนตกครอมซเนอรไดโอด โดยตอ

ในลกษณะไบอสกลบ

สามารถทาได 2 วธ

+R

1. คาแรงดน เทากบศนย (0)

แสดงวาซเนอรไดโอดชอรท

2. คาแรงดนเทากบแรงดนของแหลงจาย

แสดงวาซเนอรไดโอดขาด

3. คาแรงดนมคาคงทตลอด ถงจะมการปรบ

คาแรงดนของแหลงจาย

แสดงวาซเนอรไดโอดปกต

ผลการวดของซเนอรไดโอด

2. วดคาความตานทาน

(เหมอนกบการทดสอบไดโอดธรรมดา)

การเสยของซเนอรไดโอด

สามารถพจารณาได 3 ลกษณะ คอ

1. ซเนอรไดโอดขาด วด 2 ครง เขมมเตอรไม

ขน ทง 2 ครง

2. ซเนอรไดโอดชอรท วด 2 ครง เขม

มเตอร จะขนทง 2 ครง

3. ซเนอรไดโอดรว วด 2 ครง เขมมเตอรจะ

ขน 1 ครง และเขมขน เลกนอย 1 ครง