مدارهای برش دیود زنر

مدارهای برش دیود زنر:
استفاده از یک ولتاژ بایاس، به این معنی است که مقداری از شکل موج ولتاژ را که بریده می شود، می توان به صورت دقیق کنترل کرد. اما یکی از معایب اصلی استفاده از مدارهای برش دیودی بایاس شده، این است که به یک منبع باتری emf اضافه نیاز دارند.

یک راه ساده برای ساخت مدارهای برش دیودی بایاس شده بدون استفاده از منبع باتری اضافه، این است که از دیودهای زنر استفاده کنیم.

همان طور که می دانیم، دیود زنر نوعی دیود است که برای کار در ناحیه شکست بایاس معکوس ساخته شده است و می توان از آن برای تنظیم ولتاژ یا کاربرد مدارهای برش استفاده کرد.

در ناحیه بایاس مستقیم، وقتی دیود زنر جریان را از خود عبور می دهد، مانند یک دیود معمولی سیلیکونی با افت ولتاژ مستقیم0.7 ولت کار می کند.

هرچند، در ناحیه بایاس معکوس، تا زمانی که دیود زنر به ولتاژ ناحیه شکست برسد، ولتاژ سد می شود. در این نقطه، جریان معکوس دیود سریعاً افزایش می یابد، اما ولتاژ زنر VZ ثابت باقی می ماند؛ حتی اگر جریان زنر IZ تغییر کند.

در نتیجه، می توانیم از این ویژگی دیود زنر برای برش شکل موج استفاده کنیم.

دیود زنر مانند یک مدار برش دیود بایاس شده، با ولتاژ بایاسی برابر با ولتاژ شکست زنر عمل می کند. در این مدار، در نیم موج های مثبت شکل موج، دیود زنر بایاس معکوس شده و شکل موج در ولتاژ زنر VZD1 بریده می شود.

در نیم تناوب های منفی، دیود زنر مانند یک دیود معمولی با مقدار ولتاژ پیوند0.7 ولت عمل می کند.

می توان ایده بالا را با استفاده از مشخصه ولتاژ معکوس دیودهای زنر برای برش هر دو نیم تناوب یک شکل موج، مطابق شکل زیر تعمیم داد.

شکل موج خروجی مدارهای برش دیودی تمام موج زنر، مشابه مدار برش دیودی بایاس شده است. شکل موج خروجی، در ولتاژ زنر به اضافه 0.7 ولت افت ولتاژ مستقیم دیود دیگر بریده خواهد شد.

برای مثال، نیم تناوب مثبت در مجموع ولتاژ دیود زنرZD1 به اضافه 0.7 ولت از دیود ZD2 بریده می شود. این موضوع، برای نیم سیکل های منفی، برعکس است.

دیودهای زنر در محدوده ولتاژهای مختلفی ساخته می شوند و می توان برای مراجع ولتاژ مختلفی روی هر نیم سیکل از آن ها استفاده کرد.

این دیودها با ولتاژ شکست زنر از2.4 تا 33 ولت و تلورانس1 تا 5 درصد موجود هستند.

توجه کنید که وقتی دیود در ناحیه شکست معکوس هدایت می کند، همه جریان از آن می گذرد؛ بنابراین، باید از یک مقاومت محدودکننده جریان (R1) نیز استفاده کرد.