دانلود مقاله در مورد ديود زنر 30 ص
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 40 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
ديود زنر
ديود هاي زنر يا شكست ، ديود هاي نيمه هادي با پيوند p-n هستند كه در ناحيه باياس معكوس كار كرده و داراي كاربردهاي زيادي در الكترونيك ، مخصوصآ به عنوان ولتاژ مبنا و يا تثبيت كننده ي ولتاژ دارند.
هنگاميكه پتانسيل الكتريكي دو سر ديود را در جهت معكوس افزايش دهيم در ولتاژ خاصي پديده شكست اتفاق مي افتد، بد ين معني كه با افزايش بيشتر ولتاژ ، جريان بطور سريع و ناگهاني افزايش خواهد داشت. ديود هاي زنر يا شكست ديود هايي هستند كه در اين ناحيه يعني ناحيه شكست كار ميكنند و ظرفيت حرارتي آنها طوري است كه قادر به تحمل محدود جريانمعيني در حالت شكست مي باشند، براي توجيه فيزيكي پديده شكست دو نوع مكانيسم وجود دارد.
مكانيسم اول در ولتاژهاي كمتر از 6 ولت براي ديودهايي كه غلظت حامل ها در آن زياد است اتفاق مي افتد و به پديده شكست زنر مشهور است. در اين نوع ديود ها به علت زياد بودن غلظت ناخالصي ها در دو قسمت p و n ، عرض منطقه ي بار فضاي پيوند باريك بوده و در نتيجه با قرار دادن يك اختلاف پتانسيل v بر روي ديود (پتانسيل معكوس) ، ميدان الكتريكي زيادي در منطقه ي پيوند ايجاد مي شود.
با افزايش پتانسيل v به حدي مي رسيمكه نيروي حاصل از ميدان الكتريكي ، يكي از پيوند هاي كووالانسي را مي شكند. با افزايش بيشتر پتانسيل دو سر ديود از انجايي كه انرژي يا نيروهاي پيوند كووالانسي باند ظرفيت در كريستال نيمه هادي تقريبأ مساوي صفر است ، پتانسيل تغيير چنداني نكرده ، بلكه تعداد بيشتري از پيوندهاي ظرفيتي شكسته شده و جريان ديود افزايش مي يابد.
3
آزمايش نشان ميدهد كه ضريب حرارتي ولتاژ شكست براي اين نوع ديود منفي است ، يعني با افزايش درجه حرارت ولتاژ شكست كاهش مي يا بد. بنابر اين ديود با ولتاژ كمتري به حالت شكست مي رود (انرژي باند غدغن براي سيليكن و ژرمانيم در درجه حرارت صفر مطلق بترتيب 1.21 و0.785 الكترون_ولت است، و در درجه حرارت 300 درجه كلوين اين انرژي براي سيليكن ev 1.1و براي ژرمانيم ev0.72 خواهد بود). ثابت مي شود كه مي دان الكتريكي لازم براي ايجاد پديده زنر در حدود 2*10است.
اين مقدار براي ديود هايي كه در آنها غلظت حامل ها خيلي زياد است در ولتاژهاي كمتر از 6 ولت ايجاد مي شود . براي ديودهايي كه داراي غلظت حاملهاي كمتري هستند ولتاژ شكست زنر بالاتر بوده و پديده ي ديگري بنام شكست بهمني در آنها اتفاق مي افتد (قبل از شكست زنر) كه ذيلأ به بررسي آن مي پردازيم.
مكانيسم ديگري كه براي پديده شكست ذكر مي شود ، مكانيسم شكست بهمني است. اين مكانيسم در مورد ديودهايي كه ولتاژ شكست آنها بيشتر از 6 ولت است صادق مي باشد . در اين ديود ها به علت كم بودن غلظت ناخالصي ، عرض منطقه ي بار فضا زياد بوده و ميدان الكتريكي كافي براي شكستن پيوندهاي كووالانسي بوجود نمي آيد ، بلكه حاملهاي اقليتي كه بواسطه انرژي حرارتي آزاد مي شود ، در اثر ميدان الكتريكي شتاب گرفته و انرژي جنبشي كافي بدست آورده و در بار فضا با يون هاي كريستال برخورد كرده و در نتيجه پيوندهاي كووالانسي را مي شكنند . با شكستن هر پيوند حاملهاي ايجاد شده كه خود باعث شكستن پيوند هاي بيشتر مي شوند .
بدين ترتيب پيوندها بطور تصاعدي يا زنجيري و يا بصورت پديده ي بهمني شكسته مي شوند و اين باعث مي شود كه ولتاژ دو سر ديود تقريبأ ثابت مانده و جريان آن افزايش يافته و بواسطه ي مدار خارجي محدود مي شود . چنين ديود هايي داراي ضريب درجه ي حرارتي مثبت هستند . زيرا با افزايش درجه ي حرارت اتمهاي متشكله كريستال به ارتعاش در آورده ، در نتيجه احتمال برخورد حاملهاي اقليت با يونها ، بهنگام عبور از منطقه بار فضا زيادتر مي گردد . به علت زياد شدن برخوردها احتمال اينكه انرژي جنبشي حفره يا الكترون بين دو برخورد متوالي بمقدار لازم براي شكست پيوند برسد كمتر شده و در نتيجه ولتاژ شكست افزايش مي يابد.
3
همانطور كه در مبحث الكتريسته گفتيم عناصر ژرمانيوم و سيليكون در آخرين مدار يا لايه اتمي خود داراي 4 الكترون هستند كه تمايل به جذب يا از دست دادن الكترون ها به منظور تكميل مدار آخر خود تا رسيدن به 8 الكترون را دارند. با اضافه كردن مقدار كمي اتم نا خالصي به نيمه هادي مذكور امكان ازدياد بار الكتريكي بوجود خواهد آمد مثلا" تركيب اتم ژرمانيوم كه داراي 4 الكترون در مدار خارجي مي باشد با ارسنيك كه 5 الكترون دارد پيوندهاي مشتركي با يك الكترون اضافي براي هر اتم نا خالصي ارسنيك بوجود مي آيد در نتيجه جسم حاصل منفي ويا نيمه هادي نوع N حاصل مي شود .براي حالت عكس هم به همين ترتيب است يعني اگر مقداري ژرمانيوم را با مقداري گاليوم كه داراي 3 الكترون در مدار خارجي است مخلوط كنيم بعد از تشكيل پيوند اشتراكي با اتم ناخالصي مجموعا" 7 الكترون به جاي 8 الكترون در مدار خارجي بدست مي آيد. كمبود يك الكترون براي هر پيوند اشتراكي با اتم خالصي به منزله يك بار مثبت است كه آن را حفره مي نامند اين نوع اضافه كردن باعث بوجود آمدن نيمه هادي نوع P با بار مثبت مي شود . از نيمه هادي هاي ذكر شده در ساخت ديود استفاده مي شود و ديود ها براي يكسو كردن جريان الكتريكي به كار مي رود(يعني تبديل جريان ACبه DC ) ديود مثل يك جاده يك طرفه عمل كرده واز يك سو جريان را از خود عبور مي دهد واز سوي ديگر نه.
4
يكسو كننده ها- براي شارژ باتري ها،آبكاري،جوشكاري بعضي فلزات ،دستگاه هاي صوتي وتصويري،تجزيه شيميايي و ...احتياج به جريان دايم Dc داريم وچون برق شهر متناوب است بنابراين در دستگاه هاي مختلف به روش هاي گوناگون جريان مذكور را مستقيم مي كنند.لامپ الكتروني ،دينام جريان مستقيم وديود ها از روش هاي معمول يكسو سازي مي باشد كه در اين جا انواع يكسو سازي هاي ديودي كه بيشتر مورد استفاده دارد شرح داده مي شود.
يكسو ساز نيم موج - اگرولتاژ متناوبي را به ديودوصل كنيم هنگامي كه نيم سيكل مثبت به آند مي رسدازآن عبور مي كند به مجرد اينكه نيم سيكل منفي شروع مي شود ديود نيم سيكل منفي را از خود عبور نمي دهد.به اين ترتيب ولتاژ متناوب تبديل به ولتاژ يكسو شده ي ضربان دار مي شود .در خروجي فقط نيم سيكل هاي مثبت وجود دارد براي صاف كردن اين ولتاژ ضرباني از خازن وسيم پيچ يا مقاومت استفاده مي شود .از مشخصه يك سو سازهاي نيم موج افت ولتاژ و عدم كيفيت مي باشد.
يكسو ساز تمام موج - براي بدست آوردن ولتاژ مناسب و صاف تر از اين يكسو كننده ها استفاده مي شود كه هم نيم سيكل مثبت وهم نيم سيكل منفي را هدايت وتثبيت مي نمايد در شكل زير دو نمونه از آن ها را مي بينيد.