دیود زنر

دیود زنر (Zener Diode) یک قطعه نیمه رسانا است که برای تثبیت ولتاژ در مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. برخلاف دیودهای معمولی که در بایاس مستقیم کار میکنند، دیود زنر در بایاس معکوس و در ناحیه شکست زنر عمل میکند.  

ویژگی های اصلی:

• ولتاژ زنر (Vz): ولتاژ تثبیت شده که دیود در آن شروع به هدایت میکند (مثلاً ۳٫۳V، ۵٫۱V، ۱۲V و...)
• توان مجاز (Pz): حداکثر توان قابل تحمل دیود (مثلاً ۵۰۰mW، ۱W و...)
• جریان حداقلی (Izmin): حداقل جریان مورد نیاز برای تثبیت ولتاژ (معمولاً چند میلی آمپر)
• جریان حداکثر (Izmax): حداکثر جریان مجاز قبل از آسیب دیدن دیود (Izmax = Pz / Vz)

نحوه محاسبه ولتاژ زنر:

۱.مدار ساده تثبیت ولتاژ: از یک مقاومت سری (Rs) برای محدود کردن جریان استفاده می شود.  

۲. فرمول محاسبه مقاومت سری: Rs = (Vin - Vz)/Iz

   که در آن:  

• Vin: ولتاژ ورودی  
• Vz: ولتاژ زنر  
• Iz: جریان مورد نیاز دیود (بین Izmin و Izmax)  

۳. مثال: اگر Vin = 12V، Vz = 5.1 و Iz = 10mA باشد:  

   Rs = 12V - 5.1V/0.01A = 690Ω (مقاومت استاندارد 680Ω)

کاربردهای دیود زنر:

• تثبیت ولتاژ در منابع تغذیه  
• محافظت از مدار در برابر اضافه ولتاژ  
• تولید ولتاژهای مرجع در مدارهای دقیق  

نکته مهم: دیود زنر باید همیشه با یک مقاومت سری استفاده شود تا جریان آن کنترل شده و از سوختن آن جلوگیری شود.