الخصائص الرئيسية لثنائيات زينر
ثنائي زينر (Zener Diode) هو مكون شبه موصل ذو خصائص فريدة تُمكّنه من تنظيم الجهد الكهربائي. يُسمّى بهذا الاسم نسبةً للعالم الذي اكتشف آلية عمله. يتكون عادةً من السيليكون، ويمتاز بقدرته على السماح بمرور التيار في الاتجاهين، الأمامي والعكسي. لكن ما يميزه هو حد جهد معين يسمى “جهد الانهيار العكسي”، وعند الوصول لهذا الحد، ينعكس اتجاه التيار بشكل مفاجئ. هذه الخاصية هي أساس قدرته على تنظيم الجهد.
من أهم خصائص زينر التي يجب مراعاتها عند اختياره:
- جهد الانهيار الاسمي (جهد زينر): يتراوح بين 2.4 و 200 فولت، ويعتمد اختياره على التطبيق المراد استخدامه فيه. يُعتبر هذا المعيار الأهم في عملية الاختيار.
- استهلاك الطاقة: يمثل الحد الأقصى للطاقة التي يمكن أن يستهلكها زينر دون أن يتلف. تجاوز هذه القيمة يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته و تلفه وتلف مكونات الدائرة المتصلة به. تتوفر زينر بقدرات استهلاك متنوعة، من الميليواط إلى عدة واط.
- أعلى قيمة تيار: تمثل أعلى قيمة تيار يمكن أن تمر عبر زينر دون حدوث أضرار، وتتراوح بين مئات الميكرو أمبير إلى مئات الأمبيرات.
- أقل قيمة تيار: تمثل أقل قيمة تيار تضمن عمل زينر في منطقة الانهيار، وتتراوح بين 5 إلى 10 ملي أمبير.
- تحمل الجهد: عادةً ما يكون تحمل الجهد في زينر حوالي ±5%.
- استقرار الحرارة: على الرغم من توفر زينر بقدرات جهد مختلفة، إلا أن زينر 5 فولت تُعتبر الأفضل من حيث استقرار درجات الحرارة.
أنواع ثنائيات زينر وتصنيفاتها
تتنوع ثنائيات زينر حسب خصائصها، وتصنف بناءً على جهد الانهيار، واستهلاك الطاقة، وقدرتها على تحمل التيار، بالإضافة إلى عوامل أخرى مثل الحجم وطريقة التركيب (مثبتة على سطح الدائرة أو موصولة بأرجل).
استخدامات ثنائيات زينر في الدوائر الإلكترونية
لثنائيات زينر استخدامات أساسية متعددة في تصميم الدوائر الإلكترونية:
- منظم جهد: يعمل زينر على تنظيم الجهد الخارج من مصدر غير ثابت، وذلك من خلال تثبيت جهد الانهيار العكسي. يُلاحظ أن أداءه يكون أفضل مع مصدر جهد ثابت ومنظم.
- محدد جهد: باستخدام قطعتين من زينر، يمكن جعل فرق الجهد بين طرفي الدائرة قريبًا من الصفر، بتكوين موجة فولتية بين قطعتي زينر.
- التحكم في تبديل الجهد: تعتمد كمية الجهد الخارجة من زينر منظم على الجهد الداخل، حيث يتم تبديل الجهد من قيمة زينر إلى أخرى.
المراجع
[1] مرجع أول (الرجاء إضافة رابط المصدر هنا).
[2] مرجع ثاني (الرجاء إضافة رابط المصدر هنا).
[3] مرجع ثالث (الرجاء إضافة رابط المصدر هنا).
