11.4 :  Zener Diyotları

Zener diyotları, ters arıza bölgesinde çalışmak üzere tasarlanmış özel yarı iletken cihazlardır; burada akımın katoda akmasına izin vererek onu anoda göre pozitif hale getirirler. Bu ters işlem, Zener diyotlarını geleneksel diyotlardan ayırır ve bunların çeşitli uygulamalarda, özellikle de voltaj regülatörleri olarak kullanılmasına olanak tanır. Zener diyotlarının tanımlayıcı özelliklerinden biri, Zener diyotunun geniş bir akım aralığı boyunca nispeten sabit bir voltajı korumasına izin veren diz akımı olarak bilinen belirli bir eşik akımının üzerindeki neredeyse dikey I-V (akım-voltaj) karakteristik eğrisidir.

Üreticiler bir Zener diyotunun maksimum güç dağılımını ve belirli bir test akımındaki Zener voltajını belirtir. Birkaç volttan birkaç yüz volta kadar değişebilen Zener voltajı, akımdaki değişikliklere göre biraz değişir. Bu varyans, operasyonel bölgedeki I-V eğrisinin eğiminin tersi olarak tanımlanan diyotun dinamik direncinden kaynaklanmaktadır. Düşük dinamik direnç, değişen akımlarda voltaj stabilitesini korumak için çok önemlidir ve Zener diyotun voltaj düzenleme uygulamalarındaki etkinliğini arttırır.

Bununla birlikte, Zener diyotlarının dinamik dirençlerinin önemli ölçüde arttığı düşük akım bölgelerinde çalıştırılmasından kaçınmak önemlidir, çünkü bu, regüle edilmiş voltajda kararsızlığa yol açabilir. Zener voltajının sıcaklığa bağımlılığı başka bir kritik faktördür; sıcaklık katsayısı (santigrat derecesi başına milivolt olarak ifade edilir) gerilimin sıcaklıkla nasıl değiştiğini gösterir. Düşük gerilimli Zener diyotları genellikle negatif sıcaklık katsayıları sergilerken, yüksek voltajlı diyotlar pozitif katsayılara sahiptir. Minimum sıcaklık etkisi ile kararlı bir referans gerilimi gerektiren uygulamalar için, pozitif sıcaklık katsayılı bir Zener diyotu, sıcaklık değişimlerini etkili bir şekilde telafi edecek şekilde ileri iletken bir diyotla seri olarak eşleştirilebilir.