دیود زنر نوع خاصی از دیود است که برخلاف دیودهای معمولی جریان را از دو جهت انتقال می دهد. این دیود قلب تنظیم کننده ولتاژ و مدارهای قدرت را تشکیل می دهد و ولتاژ مرجع تقویت کننده دیفرانسیل را تولید می کند. ویژگی اصلی Zener Diode جهت جریان از دو جهت است.این دیود عمدتاً از دو نیمه هادی متصل به یکدیگر تشکیل شده است. مشخصات این دو نیمکره متفاوت است. یکی از آنها یک الکترون را از دست داده است یا به عبارت دیگر دارای بار مثبت یا سوراخ دیگر (نیمه هادی از نوع p) و دیگری الکترونیک دیگر (نیمه هادی از نوع n) است. با اتصال این دو نیمه هادی به یکدیگر ، پیوند PN داریم که امکان انتقال الکترون و فضا را فراهم می کند. قبل از معرفی دیود زنر ، ابتدا تعصب مستقیم و تعصب معکوس را توضیح می دهیم.
هدایت مستقیم
هدف اصلی دیود ، برخلاف مقاومت ، انتقال جریان تنها در یک جهت است. جریان تنها هنگامی که دیود به جلو کج می شود از دیود عبور می کند. سوگیری مستقیم ، یعنی نیمه هادی مثبت یا آند (نوع p) به پایانه مثبت باتری و نیمه هادی منفی یا کاتد ، به پایانه منفی باتری. در این حالت ، تعدادی از الکترونهای نیمه هادی n به وسیله نیمه هادی p جذب می شوند و به طرف دیگر پیوند منتقل می شوند. به همین ترتیب ، سوراخ ها در نیمه هادی های نوع n جذب می شوند و راه خود را به طرف دیگر باز می کنند. این نفوذ حفره های p- نیمه هادی و الکترون های نیمه هادی n را کاهش می دهد. در نتیجه ، دو منطقه بدون بار شارژ وجود دارد و به آنها "منطقه تخلیه" گفته می شود.
هنگامی که دیود مستقیماً به منبع DC منتقل شود ، ولتاژ ناحیه تخلیه مقاومت می کند زیرا هر دو ولتاژ جریان را در جهات مخالف تولید می کنند که همیشه مخالف یکدیگر هستند. بنابراین ، منطقه دفع به عنوان مانعی برای انتقال جریان رفتار عمل می کند. با استفاده از یک ولتاژ بزرگ ، می توان "ولتاژ مانع" غلبه کرد. این ولتاژ بزرگ الکترونهای نیمه هادی از نوع n را به ناحیه تخلیه و سپس نیمه هادی از نوع p سوق می دهد. افزایش ولتاژ باعث می شود جریان به تدریج افزایش یابد. به این ترتیب ، عرض ناحیه تخلیه به تدریج کاهش می یابد تا کاملاً از بین برود و دیود اجازه جریان یابد.
هدایت معکوس
هنگامی که دیود معکوس متصل شد ، ترمینال مثبت باتری نیمه هادی نوع n و ترمینال منفی باتری نیمه هادی p را وصل کنید. بنابراین ، ترمینال منفی نیمه هادی از نوع P و ترمینال مثبت را جذب می کند. الکترونهای نیمه هادی از نوع n. در نتیجه ، عرض سطح تخلیه افزایش یافته و از جریان جلوگیری می کند. بنابراین ، دیود بایاس معکوس از مقاومت الکتریکی بالایی برخوردار است. با این حال ، به دلیل بارهای کم ، هنوز سوئیچ از پایانه به ترمینال ها وجود دارد و باعث می شود دیود جریان بسیار کمی از برخی از میکرو کاراها داشته باشد ، معروف به "جریان نشتی" است.
میدان الکتریکی تابعی از عرض سطح تخلیه است. بنابراین ، اگر ولتاژ تعصب معکوس را افزایش دهیم ، عرض ناحیه تخلیه و در نتیجه میدان الکتریکی افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژ اعمال شده به یک مقدار معین برسد ، یک افزایش ناگهانی جریان رخ می دهد. به این ولتاژ ولتاژ تجزیه گفته می شود. در این مرحله ، افزایش اندک ولتاژ باعث افزایش چشمگیر جریان می شود.
افزایش ناگهانی جریان الکتریکی باعث خرابی اتصال می شود که نتیجه یکی از دو پدیده ، "فروپاشی ذنر" یا "فروپاشی زمین لغزش" است. خرابی زمین لغزش ناشی از شتاب ناقلان اقلیت نیمه هادی P و برخورد آنها با اتم ها و یون های موجود در منطقه تخلیه در نتیجه یک میدان الکتریکی قوی است. خرابی ذنر همچنین نتیجه شکستن مخاطبین در منطقه تخلیه و آزاد شدن الکترون های آن به دلیل وجود یک میدان قوی است. ولتاژی که در آن خرابی ذنر رخ می دهد "ولتاژ زنر" نامیده می شود و افزایش ناگهانی جریان "جریان زر" نامیده می شود.
در ولتاژ تجزیه ، دیود در صورت افزایش ولتاژ گرم می شود و می سوزد. به همین دلیل ، یک دیود استاندارد در ناحیه خرابی کار نمی کند زیرا در اثر اضافه زیاد ثابت آسیب دیده است.