Диодны урвуу хүчдлийг ихэсгэхэд хүчдлийн тодорхой утгаас зенерийн эффектийн улмаас гүйдлийг дамжуулж эхэлнэ. Ийм диодыг зенерийн диод гэнэ. /зураг 3.20/
Зураг 3.20.
Гүйдэл огцом ихсэж эхлэх босго гүйдэл IZK-ээс /энэ гүйдлийн утгыг зенер диодны тодорхойлолтонд зааж өгсөн байна/ i-v характеристик нь бараг босоо шулуун байна. Үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн тодорхой тестийн гүйдлийн утганд харгалзах VZ хүчдлийг /номиналь хүчдэл/ тогтоож өгсөн байдаг. 3.21-р зурагт энэ цэгийг Q үсгээр тэмдэглэсэн байна.
Зураг 3.21.
3.21-р зургаас харвал зенерийн диодоор гүйх гүйдлийг өөрчлөхөд түүн дээр унах хүчдэл нь дараах байдлаар өөрчлөгдөнө.
Зенер диодыг үйлдвэрлэхдээ номиналь VZ хүчдлийг хэдэн вольтоос эхлээд хэдэн зуун вольтын мужид байхаар тогтоож өгсөн байна. Үйлдвэрээс тодорхой тестийн гүйдэлд харгалзах номиналь VZ хүчдэл, зенерийн босго гүйдэл IZK, зенер диодны дамжуулал 1/rZ-ийн утгуудыг тогтоож өгөхөөс гадна зенерийн диодны хэвийн ажиллах үедээ сарниулж чадах хамгийн их чадлын хэмжээг зааж өгсөн байна. Жишээ нь 0,5Ваттын 6,8вольтын зенерийн диодоор гүйх хамгийн их гүйдлийн утга нь ойролцоогоор 70мА байна.
Иймээс зенерийн диодыг 3.22-р зурагт үзүүлсэн хэлхээгээр загварчилж болох ба энэ үед зенерийн диод дээр унах хүчдэл:
байна.
Зураг 3.22. Зенерийн диодны загвар
Жишээ 3.8.
3.23-р зурагт дүрсэлсэн 6,8в-ын зенерийн диодны хэлхээний хувьд IZ=5mA байх үед VZ=0.8V, rZ=20ом, IZK=0.2mA. Тэжээлийн хүчдэл 10в байх боловч 1в-оор үндсэн утгаасаа хэлбэлзэж болно.
Зураг 3.23.
a) Ачаагүй байх үеийн V0-ийг ол.
b) Тэжээлийн хүчдэл 1в-оор өөрчлөгдөх үеийн V0-ийн өөрчлөлтийг ол. Мөн шугаман тогтворжуулалт буюу -ийг ол. Нэгж нь
c) Ачаалал холбох үед ачааллаар 1мА гүйдэл гүйж байсан бол V0-ийг ол. Мөн ачааллын тогтворжуулалт буюу -ийг ол. Нэгж нь
d) Ачааллын эсэргүүцлийг 2кОм болговол V0 хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
e) Ачааллын эсэргүүцлийг 0,5кОм болговол V0 хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
f) Диодоор тогтворжуулагдаж байх ачааллын хамгийн бага эсэргүүцлийг ол.
(a) Ачаалалгүй үеийн зенер диодоор гүйх гүйдэл:
(b) Тэжээлийн хүчдлийг 1в-оор өөрчлөхөд гаралтын хүчдэл дараах хэмжээгээр өөрчлөгдөнө.
(c) Ачаалал холбогдсон тохиолдолд ачааллаар 1мА гүйдэл гүйх тул зенерийн диодоор гүйх гүйдэл 1мА-аар багасна. Үүний улмаас зенерийн диод дээрх хүчдэл дараах хэмжээгээр багасна.
(d) Ачааллын эсэргүүцлийг 2кОм болгож өөрчилбөл ачааллын гүйдэл нь ойролцоогоор 6,8в/2кОм=3,4мА болно. Үүний улмаас зенерийн гүйдэл 3,4мА-аар багасах тул зенерийн диод дээрх хүчдэл дараах хэмжээгээр багасна.
(e) Ачааллын эсэргүүцлийг 0,5кОм болгож өөрчилбөл ачааллын гүйдэл нь ойролцоогоор 6,8в/0,5кОм=13,6мА болно. Үүний улмаас зенерийн гүйдэл 13,6мА-аар багасна. Гэвч R эсэргүүцлээр 6,4мА гүйх тул энэ нь боломжгүй юм. Ийм учраас зенерийн диод хаалттай байна. Ингэж үзвэл тэжээлийн хүчдэл нь R болон ачаалал дээр хуваагдаж унана.
(f) Зенерийн босгын гүйдэл 0,2мА болон энэ үед зенерийн диод дээр унах хүчдлийг түүний номиналь хүчдэлтэй ойролцоогоор тэнцүү гэж үзье. R эсэргүүцлээр гүйх гүйдэл нь (9-6.7)/0.5=4.6мА байх тул ачааллаар 4.6-0.2=4.4мА гүйдэл гүйнэ. Ингэж үзвэл ачааллын эсэргүүцэл нь:
Дасгал
3.17. Зенер диод нь 50 омын эсэргүүцэлтэй ба зенерийн диодоор гүйх гүйдлийн утга 10мА байх үеийн номиналь хүчдэл 10в байна гэж үзье. Хэрэв зенер диодоор 5мА, 20мА гүйдэл гүйх үеийн зенер диод дээр унах хүчдлийг тооцоол. Мөн VZ0 хүчдлийг тооцоол.
Хариу: 9,75в, 10,5в, 9,5в
3.18. Зенер диодоор түүний босго гүйдлээс 5 дахин их гүйдэл гүйж байх үеийн номналь хүчдлийн утга 5,6в байг. Энэ зенерийн диодыг 15в-ийн тэжээл бүхий шунтын тогтворжуулагчид ашиглаж байг. Ачааллаар гүйх гүйдэл нь 0-15мА-аар өөрчлөгдөх боломжтой. R эсэргүүцлийн тогтвортой утгыг ол. Зенерийн диодны сарниулж чадах хамгийн их чадлыг ол.
Хариу: 470ом, 112мВатт
3.19. Шунтын тогтворжуулалтад ашиглагдаж байгаа зенерийн диодны 50мА-ийн гүйдэл гүйх үеийн номиналь хүчдлийн утга 5,1в ба эсэргүүцэл нь 7ом. Шунтын тогтворжуулагчийн тэжээлийн хүчдэл нь 15в ба R эсэргүүцлийн утга нь 200ом бол ачаалалгүй үеийн гаралтын хүчдлийг ол. Мөн шугаман тогтворжуулалт ба ачааллын тогтворжуулалтыг тооцоол.
Хариу: 5,1в, 33,8мВ/В, -7мВ/мА