¿Cómo mantener los diodos Zener el potencial en sus terminales?

Question

Mi libro de física tiene un tema acerca de los diodos Zener se utilizan como reguladores de voltaje en polarización inversa.

Bueno, tengo curiosidad por saber cómo funciona un diodo Zener mantener el potencial a través de sus terminales después de que ha sufrido una avalancha de avería? Qué comience a realizar en oferta completa casi sin resistencia? Si es así, ¿cómo puede haber un gradiente de potencial a través de ella?

Es el principio que para el alta de cambio actual, hay un mínimo y un cambio insignificante en potencial a través de la Zener? Pero no se comportan como un puro conductor en avalancha avería? Si es así, ¿cómo es posible que haya una caída en el potencial? Después de todo lo que permite que grandes cantidades de corriente a través de él. Finalmente, se puede mantener respuestas algo simple?

Answer 1

En la avalancha de avería, el diodo zener no se comporta como un puro conductor. Se comporta como un "algo que consume N voltios", seguido por un conductor perfecto. Una forma intuitiva de pensar es: que te cuesta N voltios pena de energía para mantener el diodo en descomposición. Si se aplica menos de N voltios desglose de paradas y apenas se lleva a cabo en todos (que se convierte en una muy buena resistencia.)

La forma de avalancha de ruptura de las obras es: hay algunos portadores de carga (por ejemplo, electrones) que están siendo acelerados por la tensión. Cuando el electrón golpea un vínculo entre los otros dos átomos de si la energía es lo suficientemente bajo como simplemente rebota. Pero si el voltaje es lo suficientemente grande, a continuación, suelta de electrones se obtiene acelerado (por el voltaje), de modo que se golpeó con la energía suficiente para romper una unión molecular y liberación de otro electrón. Ahora hay dos electrones que se aceleran a la rapidez suficiente velocidad para romper los enlaces. En el instante en que reducir el voltaje por debajo del límite de ruptura, los electrones no son más acelerado lo suficiente como para romper más los bonos, por lo que los electrones libres "asientan" en los enlaces que faltan electrones y la corriente se detiene casi de inmediato. Toda esa energía a partir de la aceleración es liberada en forma de calor.

Así, en un circuito regulador de voltaje como este:

De Kirchoff voltaje de la ley dice que el voltaje de alrededor de cualquier circuito cerrado es 0. Así se obtiene +10 voltios de la entrada, y usted sabe que va a caer -6 voltios a través del diodo. Por lo tanto no debe ser de 4 voltios a través de la $40\Omega$ de la resistencia y el 6 voltios a través de la $60\Omega$ resistencia. Así que usted puede averiguar las corrientes a través de las resistencias. Ahora de Kirchoff la ley vigente dice que la corriente que pasa a través del diodo es la corriente a través de la $40\Omega$ menos resistencia a la corriente a través de la $60\Omega$ resistencia.

Para una tensión de entrada >8.4 Voltios (8.4 = 6.0 * 140/100) será de 6 Voltios a través de la carga. Cualquier resto de corriente se vuelve relegado a través del diodo (que ahora está en avería.) En un voltaje de entrada de <8.4 Voltios habrá <6 Voltios a través del diodo, por lo que habrá casi ninguna corriente a través del diodo. La corriente a través de las resistencias será (aproximadamente) el voltaje de entrada dividido por $140\Omega$.