ثنائي أقطاب زينر (Zener diode) هو نوع خاص من ثنائي الأقطاب سُمي باسم صاحبه العالم الأمريكي زينر الذي اكتشف التأثير الكهربي المعروف باسمه أيضا تأثير زنر .[1][2][3]
ويميز ثنائي أقطاب زينر سماحه لمرور التيار الكهربائي المستمر في اتجاه واحد مثلما يفعل ثنائي الأقطاب العادي، ولكنه يسمح أيضا لمرور التيار في عكس الاتجاه إذا زاد الجهد الواقع عليه عن جهد انهيار breakdown والذي يسمى جهد زينر يحدث انهيار زينر في الثنائيات التي تحتوي على تركيز عالٍ من الشوائب بحيث تصبح طبقة الاستنزاف ("depletion layer") رقيقة جدا .
طريقة عمله
يبين المنحني في الشكل العلاقة بين الجهد والتيار عبر ثنائي أقطاب زينر، ويتميز هذا النوع بجهد انقطاع عند -17 فولت. يعمل الثنائي عادة بجهد موجب عالي في جزء المنحني اليميني ولا يمرر التيار عندما يكون الجهد الواقع عليه بين 65و0 فولت و-1و17 فولت. وعندما نغير الجهد إلى مايزيد عن -2و17 فولت يبدأ التيار في المرور ثانيا ولكن في الاتجاه العكسي.
مصدر ثابت الجهد باستخدام ثنائي أقطاب زينر
يبين الشكل المجاور دائرة كهربية لإنتاج مصدر للجهد المنخفض عند تواجد مصدرا عالي الجهد VS. وتتميز تلك الدائرة ببساطتها، كما توجد في السوق ثنائيات أقطاب زينر تصلح للاستعمال حتى 100 فولت. إلا أن استخدامها عند جهود عالية ينتج عنه حرارة غير مرغوب فيها. وتعتبر مقاومتها صغيرة بصفة عامة عن مجزئ الجهد المعتاد.
وتبين الدائرة المرسومة بالشكل مصدرا للجهد الثابت VS باستخدام ثنائي أقطاب زينر DZ. وتعمل تلك الدائرة على ضبط الجهد حيث تعمل على تثبيت قيمة الجهد الواقع على الحمل : الممثل بالمقاومة R2، بحيث أن لايتغير ذلك الجهد VS. وتطبق تلك الدائرة عندما يكون التيار المار بالمقاومة ضعيفا أو عندما تكون المقاومة R2 كبيرة ولا تتغير كثيرا. ويمكن بمعرفة التيار (IR2) المار في المقاومة حساب قيمة المقاومة بواسطة العلاقة :
حيث:
VZ جهد زينر Zener voltage
IZ تيار زينر
وتستهلك تلك الدائرة طاقة مقدارها(VZ·IZ) وات. ولكي نحصل على ضبط جيد في الدائرة يجب أن يكون التيار Iz أكبر من التيار المار بالمقاومة IR2.
تُستخدم دائر ثنائي أقطاب زينر عندما يكون تغيير الجهد الناتج في حدود مقبولة. كما أن إضافة مكثف كبير يُوصل على التوازي مع ثنائي زينر DZ أو مع R2، يعمل كمرشح ويقلل من تغير الجهد الناتج. كما أنه عند استبدال المقاومة R2 بدائرة قاعدة كاثودية لأحد الترانزيستورات، تعمل الدائرة كمنظم للجهد الواقع على مقاومة الكاثود وفي نفس الوقت كمصدر لتيار مقاومة المصعد.
اقرأ أيضا
المراجع
- Comer, Donald T. (1996). "Zener Zap Anti-Fuse Trim in VLSI Circuits". VLSI Design. 5: 89. doi:10.1155/1996/23706.
- Diffenderfer, Robert (2005). Electronic Devices: Systems and Applications. Thomas Delmar Learning. صفحات 95–100. . مؤرشف من الأصل في 24 يناير 202022 يوليو 2014.
- Dorf, Richard C., المحرر (1993). The Electrical Engineering Handbook. Boca Raton: CRC Press. صفحة 457. .