V každodenním životě a při profesionálních činnostech ve všech oblastech jsou široce používána různá elektronická zařízení. Jejich výkon je zajištěn zdrojem konstantního napětí, který je napájen sítí střídavého proudu. Síťové napětí často „kráčí“ v širokých mezích a bez zvláštních opatření se všechny tyto změny přímo projeví na výstupním napětí. To nemá nejlepší vliv na fungování elektronického zařízení. K překonání této nevýhody se ke stabilizaci výstupního napětí zdroje používá řada obvodových řešení. Funkce klíčové součásti velké většiny stabilizačních obvodů jsou prováděny zenerovou diodou.
Funkce Zenerovy diody
Zenerova dioda (v zahraniční literatuře často označovaná jménem vynálezce jako Zenerova dioda) je polovodičová dioda, která pracuje v režimu obráceného zkreslení. Kvůli odpovídající struktuře pn spojení při hodnotě napětí, která dosáhne určitého prahového napětí, začíná elektrické poruchy, v důsledku čehož prudce stoupá proud s velmi malou změnou poklesu napětí na křižovatce, jak je znázorněno na Obrázek 1. Tato oblast pracuje pro zenerovu diodu.
Standardizované parametry
Výrobce specifikuje v technických údajích řadu parametrů, které jsou nezbytné při návrhu stabilizačních obvodů.
Požadované:
- stabilizační napětí;
- maximální proud.
Pohodlí použití sovětských zenerových diod je znatelně usnadněno skutečností, že stabilizační napětí je výslovně zadáno do jejich indexu. Například označení KS147 označuje křemíkovou zenerovou diodu se stabilizačním napětím 4,7 V.
Nejjednodušší stabilizační schéma
Nejjednodušší tzv. Parametrický stabilizační obvod je znázorněn na obrázku 2 a je sestaven ze zenerovy diody a omezovacího odporu R. Funguje to následovně. Když se například zvýší vstupní napětí o ΔU, okamžitě se zvýší proud zenerovou diodou, v důsledku čehož ΔU klesne na R a vstupní napětí řetězu zůstane nezměněno.
Silnou stránkou obvodu na obrázku 2 je normální výkon, a to jak při plynulé, tak při náhlé změně vstupního napětí. K dalšímu zvýšení kvality stabilizace s impulzními vstupními akcemi je často paralelně s zenerovou diodou zahrnut velký kondenzátor.
Kontrola provozuschopnosti
Kontrola stavu zenerovy diody je podobná kontrole běžné diody a provádí se pomocí multimetru: prvek musí vykazovat velký odpor v jednom směru a malý v druhém, obrázek 3. To je způsobeno skutečností, že průrazné napětí je v režimu měření odporu znatelně vyšší než výstupní napětí testeru.