دیود بهمنی نوع خاصی از دستگاه نیمه هادی است که برای عملکرد در منطقه شکست معکوس طراحی شده است. در اینجا به بررسی شماتیک و مشخصات مداری دیود‌های بهمنی خواهیم پرداخت.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:
بخش اول مقاله را می‌توانید در معرفی دیود بهمنی و ساختار و اصول کاری آن - بخش اول مشاهده نمایید.
ساختار دیود بهمنی
دیود‌های بهمنی معمولاً از سیلیکون یا سایر مواد نیمه هادی ساخته می‌شوند. ساخت دیود بهمنی شبیه دیود زنر است، اما میزان دوپینگ(تخدیر شدگی) در دیود بهمنی با دیود زنر متفاوت است.
دیود‌های زنر به شدت تخدیر شده اند. بنابراین، عرض ناحیه تخلیه در دیود زنر بسیار نازک است. به دلیل این لایه یا منطقه نازک تخلیه، شکست معکوس در ولتاژ‌های پایین‌تر در دیود زنر رخ می‌دهد.
از سوی دیگر، دیود‌های بهمنی کمی دوپ می‌شوند؛ بنابراین عرض لایه تخلیه در دیود بهمن در مقایسه با دیود زنر بسیار گسترده است. به دلیل این منطقه تخلیه گسترده، خرابی معکوس در ولتاژ‌های بالاتر در دیود بهمن رخ می‌دهد. ولتاژ شکست دیود بهمن با کنترل سطح دوپینگ در طول ساخت به دقت تنظیم میشود.
نماد دیود بهمن
نماد بهمن و دیود زنر یکسان است. دیود بهمن از دو ترمینال آند و کاتد تشکیل شده است. نماد دیود بهمن در شکل زیر نشان داده شده است.
نماد دیود بهمن شبیه دیود معمولی است، اما با لبه‌های خمشی روی میله عمودی.
ویژگی I-V دیود بهمنی
مشخصه‌های I-V تغییر جریان برای ولتاژ اعمال شده است. شکل بالا ویژگی‌های ترکیبی شکست زنر (دیود زنر) و شکست بهمنی را نشان می‌دهد.
خاطرنشان میشود که هر دو شکست زمانی رخ می‌دهد که یک دیود در شرایط بایاس معکوس باشد.
شکست زنر در ولتاژ شکست کمتر از ۴ ولت که با ولتاژ Vz نشان داده میشود و خرابی بهمن در ولتاژ شکست بیش از ۶ ولت رخ می‌دهد که به عنوان VBR نشان داده میشود.
ولتاژ شکست بهمنی چیست؟
وقتی ولتاژ بایاس معکوس را در یک اتصال P-N افزایش می‌دهیم، جریان اشباع معکوس تا یک نقطه مشخص ثابت می‌ماند. اگر این ولتاژ بایاس معکوس بیشتر شود، اتصال را از بین می‌برد، یعنی خرابی الکتریکی و جریان معکوس به شدت به مقدار بالایی افزایش می‌یابد.
این مقدار بحرانی ولتاژ بایاس معکوس که در آن جریان معکوس به طور غیرمنتظره‌ای افزایش می‌یابد و خرابی بهمن رخ می‌دهد به عنوان ولتاژ شکست بهمن شناخته میشود. معمولاً خرابی بهمن در ولتاژ شکست بیش از ۶ ولت رخ می‌دهد.
آیا شکست بهمنی برگشت پذیر است؟
شکست بهمنی برگشت پذیر نیست در حالی که شکست زنر برگشت پذیر است.
شکست بهمنی به دلیل برخورد حامل‌های بار شتاب دار با اتم‌های مجاور و به دلیل ضرب حامل‌ها اتفاق می‌افتد. با این حال، شکست زنر به دلیل شکستن پیوند‌های کووالانسی توسط میدان الکتریکی قوی در سراسر محل اتصال رخ می‌دهد. این بدان معنی است که در درجه بندی قدرت شکست زنر دیود افزایش نمی‌یابد.
اگر یک مقاومت سری در یک دیود قرار دهیم، شکست بهمن می‌تواند برگشت پذیر باشد.
چگونه شکست Zener برگشت پذیر است و شکست بهمن برگشت پذیر نیست؟
اگر یک اتصال P-N در شرایط خرابی زنر باشد و اگر اکنون ولتاژ بایاس معکوس خارجی را کاهش دهیم، اتصال P-N آسیب نمی‌بیند و به حالت اولیه خود باز می‌گردد. با این حال، اگر یک اتصال P-N در شرایط خرابی بهمن باشد و اگر ولتاژ بایاس معکوس را کاهش دهیم، اتصال P-N نمی‌تواند به حالت اولیه خود بازگردد. به این معنی که در شرایط شکست بهمن، اتصال P-N برای همیشه آسیب می‌بیند.
کاربرد‌های دیود بهمنی
برخی از کاربرد‌های دیود بهمنی عبارتند از:
- از دیود بهمنی برای حفاظت مدار استفاده میشود. وقتی ولتاژ بایاس معکوس افزایش می‌یابد، تا حد معینی دیود یک اثر بهمنی را در یک ولتاژ خاص شروع می‌کند و دیود را به دلیل اثر بهمنی خراب می‌کند.
- برای محافظت از مدار در برابر ولتاژ‌های ناخواسته استفاده میشود.
- برای محافظت مدار در برابر افزایش ولتاژ در محافظ‌های برق استفاده میشود.
- دیود‌های بهمنی را می‌توان به عنوان مولد نویز سفید استفاده کرد.
لینک کوتاه
شورای نگهبان سازوکار تسویه مطالبات صنعت برق را تایید کرد
توسعه برق هستهای به حل ناترازی انرژی کمک می‌کند
بهادری جهرمی: قطعی برنامهریزی شده برق نداشتهایم
مصرف معادل آب شرب یک شهر ۲۰۰ هزارنفری توسط برخی نیروگاه‌ها
رایگان شدن آب برق و گاز مشترکانِ تحت پوشش
شرکت توزیع برق گیلان باید پاسخگوی نابرابریها باشد
اقتصاد کشور تحمل خسارت سنگین خاموشی صنایع را ندارد
اگر برق موتور چاه ها تأمین نشوند کشاورزیِ کل کشور از بین می رود
وزارت نیرو افزایش ظرفیت نیروگاهی سال آینده را در لایحه بودجه۱۴۰۲ اعلام کند
اجرای طرح مانعزدایی از صنعت برق پایهگذار تحولات مهم حوزه انرژی
چالش استرالیایی‌ها در تامین برق پایدار
شیوه دریافت خدمات صورتحساب برق از طریق پیام کوتاه
اثرات مخرب زیست محیطی استخراج ارز‌های دیجیتال
شیوه‌های مدیریت مصرف برق خانگی در ایران و جهان
مروری بر بازار برق در ۵ کشور مهم اروپایی
شروع خاموشیها در برخی کشورهای عربی
سیاستهای افزایش قیمت انرژی در اروپا با هدف مدیریت مصرف
قبض برق مصرفی را به سادگی محاسبه کنیم
فوت ۱۳ نفر در پی برخورد صاعقه از ابتدای امسال تاکنون
کدام رویکرد برای خنک کردن خانه منطقیتر است؟
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.