電子回路では、逆バイアスダイオード構成が電圧レベルの調整に重要です。ツェナーダイオードは逆ブレークダウン現象を利用し、特定のツェナー電圧 (V_Z) で制御されたブレークダウンを示します。端子間の電圧を一定に保つように設計されており、回路の電圧調整によく使用されます。
ツェナーダイオードに印加される逆電圧がブレークダウン電圧を超えると、ダイオードはブレークダウン領域に入ります。この時点で、ダイオードの電流-電圧 (I-V) 特性曲線は、膝電流 (I_Z) と呼ばれる特定のしきい値を超える電流に対して実質的に垂直になります。
キルヒホッフの電圧則は、ソース電圧、ダイオードの電圧降下、およびダイオード電流の間の数学的関係を提供するのに役立ちます。これは負荷線によってグラフィカルに表され、回路内のダイオードのすべての可能な平衡点を示します。負荷線とダイオードの特性曲線の交点は、定常動作点 Q を示します。
膝電流を超える電流では、ツェナーダイオードの電圧は安定しており、電流がさらに増加し てもほとんど変化しません。この安定性は、動作点での曲線の傾きの逆数として定義されるダイオードの増分抵抗の結果です。したがって、ダイオード全体の電圧変動は、増分抵抗と膝電流を超える電流に比例します。ツェナーダイオードは、さまざまな電流範囲にわたって一定の電圧を維持できるため、安定した基準電圧を作成し、過電圧状態から回路を保護するのに非常に役立ちます。
製造者は、ツェナーダイオードの逆ブレークダウン電圧、膝電流、増分抵抗、および電力定格を提供しています。電力定格により、ツェナーダイオードを損傷することなく流れる最大電流を推定できます。
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