Secondo la legge di Ohm, la tensione ha due componenti: corrente e resistenza. Quando una corrente elettrica viene applicata ad un circuito, ci sarà una tensione differenziale tra ogni componente all'interno di tale circuito. Legge di Ohm è spesso espressa come V = I x R, dove "V" rappresenta la tensione, "I" rappresenta la corrente, e "R" rappresenta la resistenza elettrica. Per alcuni componenti elettrici..--come resistenze elettriche - il rapporto tra tensione e corrente è lineare, poiché la resistenza del componente è un valore fisso. Dispositivi elettronici - come diodi e transistori..--sono controllato in corrente. Come tale, la resistenza di questi dispositivi non è lineare e cambierà come la quantità di modifiche corrente elettriche. Un diodo Zener utilizza questa caratteristica per regolare la tensione.
Costruzione generale diodo
Diodi sono costruiti da silicio o germanio. Entrambi questi materiali sono cattivi conduttori di corrente elettrica per conto proprio, da qui il nome "semiconduttori". Il materiale semiconduttore è diviso in due regioni. Una regione di semiconduttore è impiantata con boro per creare un'area di "tipo P" per creare l'anodo del diodo. L'altra regione è impiantata con fosforo o arsenico per creare un'area di "tipo N", che funge da catodo del diodo. All'incrocio dove si incontrano le due regioni è chiamato una giunzione P-N.
Maggior parte dei diodi eseguirà solo corrente elettrica se la tensione all'anodo è superiore alla tensione al catodo (una condizione chiamata "polarizzazione di andata"). La tensione in un diodo forward-polarizzato è aumentata, la resistenza intrinseca in un diodo diminuisce sproporzionatamente. Piccola tensione aumenta pertanto può causare un grande aumento in corrente elettrica attraverso il diodo. Se la tensione all'anodo è inferiore alla tensione al catodo, il diodo è detto di essere "polarizzato", e il diodo non riuscirà permettere alla corrente di fluire attraverso di essa.
Diodi zener conducono la corrente in entrambe le direzioni
Quando un diodo Zener è forward-polarizzato, essa procederà corrente proprio come farebbe con qualsiasi altro diodo. Tuttavia, un diodo Zener è progettato per condurre corrente pur essendo polarizzato in condizioni specifiche. Un diodo Zener è drogato più pesantemente rispetto altri diodi. Questo doping permette il diodo Zener tenere una tensione specifica nonostante le fluttuazioni di corrente elettrica quando il diodo Zener è polarizzato. Questa tensione viene chiamata la "tensione di ripartizione" o "Tensione di Zener".
Caratteristiche correnti diodo Zener
Un diodo Zener 1N4728A è valutato per un 3,3 volt tensione Zener. Quando la tensione raggiunge 3,3 volt con un milliamp di passaggio di corrente elettrica attraverso il diodo, la resistenza del diodo è circa 300 Ohm. Tuttavia, se ci sono 20 milliampere passando attraverso il diodo, la resistenza del diodo è circa 20 ohm.
Caratteristiche di tensione del diodo Zener
Dal momento che sono correlate a tensione, corrente e resistenza, aumentata tensione attraverso il diodo conduce farà diminuire la resistenza del diodo. Ad esempio, se 3,3 volt vengono applicate al diodo Zener a1N4728A, la resistenza del diodo a cinque milliampere sarà circa 50 ohm. Se quattro volt vengono applicati a questo diodo sotto le stesse condizioni attuali, è necessario che la resistenza del diodo sarà circa 40 Ohm.