1N5233 6 V Zener Diode - อิเล็กทรอนิกส์/ไฟฟ้า ขายซีเนอร์ไดโอด Zener Diode

Zener Diode คือ Diode ชนิดหนึ่ง ที่สามารถทำหน้าที่เหมือนไดโอดทั่วไปได้เมื่อต่อแบบไบอัสตรง (Forward Bias) คือการนำขั้ว + ของไดโอด ต่อกับขั้ว + ของแหล่งจ่าย และ ขั้ว - ของไดโอด ต่อกับขั้ว - ของแหล่งจ่าย แต่เมื่อนำมาต่อแบบไบอัสกลับ (Reverse Bias) คือนำขั้ว + ของไดโอด ต่อเข้ากับขั้ว - ของแหล่งจ่าย และขั้ว - ของไดโอด ต่อเข้ากับขั้ว + ของแหล่งจ่าย จะทำให้เกิดคุณสมบัติพิเศษของไดโอดชนิดนี้ขึ้นมา นั่นก็คือการกำหนดแรงดันที่ตกคร่อมตัวมัน

ภาพสัญลักษณะของซีเนอร์ไดโอด

เครื่องหมายขีดบนตัวถัง หมายถึงขั้วลบ ของซีเนอร์ไดโอด

เนื่องจาก Zener Diode ถูกออกแบบมาให้ถูกใช้งานแบบไบอัสกลับโดยเฉพาะ จึงเปรียบเสมือนกับมันถูกพยายามทำให้พังทลายตลอดเวลา (แต่ไม่พัง) โดยเมื่อมีแรงดันมาตกคร่อมที่ตัวมันขณะที่ต่อไบอัสกลับ แรงดันนั้นจะมีค่าเท่ากับแรงดันพังทลายของมันนั่นเอง เช่น 3 V ,4.7 V , 12 V เป็นต้น และเราจะเรียกค่าแรงดันเฉพาะตัวของซีเนอร์ไดโอดแต่ละตัวนี้ว่า "Zener Breakdown Voltage" หรือ Vz

ด้วยคุณสมบัตินี้ ทำให้เราสามารถนำซีเนอร์ไดโอดมาใช้เป็นตัวกำหนดแรงดันคงที่หรือ Voltage Regulator สำหรับไฟ DC ได้นั่นเอง เช่น เราต้องการแรงดัน 4.7 V ไปใช้งาน แต่เรามีแหล่งจ่ายถึง 9 V เราก็สามารถนำซีเนอร์ไดโอดแบบ 4.7 V มาต่อเข้ากับแหล่งจ่ายนี้ โดยแรงดันที่ตกคร่อมตัวมันก็จะมีค่าเป็น 4.7 V และอุปกรณ์ไฟฟ้าที่นำมาขนานกับมันก็จะได้รับแรงดัน 4.7 V ไปด้วยนั่นเอง

กราฟ I-V ของซีเนอร์ไดโอด

จากกราฟอธิบายการทำงานของซีเนอร์ไดโอดได้เป็นอย่างดี ทางด้านซ้ายคือด้านที่ค่า I ติดลบ นั่นหมายถึงมีการต่อไบอัสกลับ ดังนั้นเราจึงเรียกช่วงพื้นที่ใต้กราฟ I-V ด้านซ้ายว่า Zener Breakdown Region เพราะซีเนอร์ไดโอดกำลังทำหน้าที่ของมันในช่วงนี้ แรงดันสูงสุด (Vz) จะมีค่าเท่ากับแรงดันคงที่ของซีเนอร์รุ่นนั้นๆ

ส่วนทางด้านขวา ค่า I เป็น + คือการต่อไบอัสตรง ซึ่งการต่อแบบนี้ จะทำให้ซีเนอร์ไดโอด ไม่ต่างอะไรกับไดโอดธรรมดา ที่จะต้องมีแรงดันตกคร่อมไบอัสตรง (Vf) อย่างน้อย 0.3 - 0.7 V (หรือมากถึง 1.1 V) เพื่อให้มันสามารถเริ่มทำงานได้ แต่การใช้ซีเนอร์ไดโอด ก็ไม่นิยมนำมาต่อแบบไบอัสตรงเลย

ข้อควรระวังในการใช้ซีเนอร์ไดโอด!

ซีเนอร์ไดโอดตระกูล 1N52XX นี้ สามารถทนกำลังได้ประมาณ 1 / 2 W หรือ 500 mW ดังนั้น เราต้องมั่นใจว่า ระหว่างการใช้งาน กระแสที่ไหลผ่านตัวมัน เมื่อนำไปคูณกับค่า Vz จะต้องมีค่าไม่เกิน 500 mW ตามสูตร P = IV

ดังนั้น เพื่อความปลอดภัย เวลาใช้งานซีเนอร์ไดโอด จะต้องมีตัวต้านทานต่ออนุกรมกับมันด้วย เพราะตัวต้านทานจะช่วยจำกัดกระแสที่ไหลผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆที่ต่ออนุกรมกับมันได้ กับซีเนอร์ไดโอดก็เช่นกัน

การต่อตัวต้านทานอนุกรมกับซีเนอร์ เพื่อจำกัดกระแส

ตัวต้านทาน Rs ถูกใช้เพื่อกำหนดกระแสที่จะไหลผ่านตัวมัน และมีค่าเท่ากับกระแสที่จะไหลผ่านซีเนอร์ด้วย

ตัวอย่างการเลือกตัวต้านทาน

ซีเนอร์ไดโอด 1N5225 มี Vz = 3 V และทนกำลังได้ 500 mW เมื่อนำมาต่อกับแหล่งจ่าย 12 V จะต้องใช้ตัวต้านที่มีค่าเท่าไหร่?

• อันดับแรก หา Maximum Current ที่สามารถไหลผ่านได้บนไดโอดจาก...

Pmax = (Imax * Vz)

Imax = Pmax / Vz = 0.5 / 3 = 0.16 A

• เมื่อได้ค่า Imax แล้ว ก็สามารถหาค่าความต้านทานได้จาก...

R = (Vcc - Vz) / I = (12 - 3) / (0.16) = 56.25 Ω

** แนะนำให้เลือกใช้ค่าความต้านทานที่มากกว่าที่ได้จากการคำนวณ เพื่อความมั่นใจว่ากระแสจะไม่มากจนเกินไป