Zener diyot
Kısa tanım
Ters yönde belirli bir gerilime ulaşıldığında iletime geçerek uçlarındaki gerilimi neredeyse sabit tutan, gerilim regülasyonu için tasarlanmış diyottur.
Diğer adları: Zener, Gerilim referans diyotu
Sıradan bir diyot akımı tek yönde geçirir; ters yönde gerilim çok yükselirse bozulur. Zener diyot ise bu ters yöndeki kırılmayı kontrollü biçimde kullanmak için üretilir. Ters gerilim zener gerilimine (Vz) ulaştığında diyot iletime geçer ve akım geniş bir aralıkta değişse bile uçlarındaki gerilim yaklaşık Vz'de kalır. Bu özellik onu basit gerilim regülatörleri, referans kaynakları ve aşırı gerilim korumaları için ideal yapar.
Seri direnç hesabı
Zener diyot mutlaka akım sınırlayan bir seri dirençle kullanılır: R = (Vgiriş − Vz) / (Iz + Iyük). Iz, diyodun regülasyon yapabilmesi için geçmesi gereken minimum akımın biraz üstünde seçilir.
Örnek: 12 V girişten 5,1 V elde etmek istiyorsun; yük 20 mA çekiyor, zener için 5 mA ayırıyorsun. R = (12 − 5,1) / 0,025 = 276 Ω; en yakın standart değer 270 Ω'dur. Direncin harcadığı güç 6,9 V × 25,5 mA ≈ 0,18 W olduğundan 1/4 W direnç sınırda kalır, 1/2 W seçmek güvenlidir. Yük çıkarıldığında tüm akım zenerden geçer: 5,1 V × 25,5 mA ≈ 0,13 W. Hesabı zener diyot direnci hesaplamasıyla yapabilirsin.
Sınırları
- Verim düşüktür: fazla gerilim dirençte ısıya dönüşür. Yüksek akımlı yüklerde lineer ya da anahtarlamalı regülatör tercih edilir.
- Zener gerilimi sıcaklıkla biraz değişir; yaklaşık 5-6 V civarındaki zenerler en kararlı olanlardır.
- Gerilim bölücü yük altında bozulurken zener daha kararlı bir çıkış sağlar; farkı gerilim bölücü hesaplamasında karşılaştırabilirsin.
Akım, gerilim ve direnç ilişkisinin temelini Ohm kanunu oluşturur.