เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ซีเนอร์ไดโอดฉันมีความสุขมากที่จะแบ่งปันวิธีการใช้ซีเนอร์ไดโอดในวงจรเปรียบเทียบ มันจะเป็นการนั่งที่สนุกและให้ข้อมูลดังนั้นเรามากระโดดกันเถอะ!
วงจรเปรียบเทียบคืออะไร?
ก่อนอื่นลองแชทอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับวงจรเปรียบเทียบคืออะไร ตัวเปรียบเทียบเป็นอุปกรณ์ที่เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุตสองตัวและส่งสัญญาณดิจิตอลที่ระบุว่าอันไหนมีขนาดใหญ่กว่า มันเหมือนผู้ตัดสินในการต่อสู้แรงดันไฟฟ้า! เอาต์พุตมักจะเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงหรือต่ำขึ้นอยู่กับว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ไม่กลับด้านมากกว่าหรือน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต
บทบาทของไดโอด Zener ในวงจรเปรียบเทียบ
ไดโอด Zener เป็นไดโอดชนิดพิเศษที่สามารถทำงานในภูมิภาคย้อนกลับ - เมื่อแรงดันย้อนกลับข้ามไดโอด Zener ถึงแรงดันไฟฟ้าของ Zener (VZ) ไดโอดจะเริ่มดำเนินการในทิศทางย้อนกลับและแรงดันไฟฟ้าทั่วมันยังคงค่อนข้างคงที่ คุณสมบัติที่ไม่ซ้ำกันนี้ทำให้ไดโอด Zener มีประโยชน์อย่างมากในวงจรเปรียบเทียบ
การตั้งค่าแรงดันอ้างอิง
หนึ่งในการใช้งานหลักของไดโอด Zener ในวงจรเปรียบเทียบคือการตั้งค่าแรงดันอ้างอิง ในตัวเปรียบเทียบคุณมักจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่เพื่อเปรียบเทียบกับแรงดันไฟฟ้าอินพุต ไดโอดซีเนอร์สามารถให้แรงดันอ้างอิงที่เสถียรนี้
สมมติว่าคุณมีวงจรที่คุณต้องการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุต (VIN) กับค่าเฉพาะ คุณสามารถใช้ไดโอด Zener เพื่อสร้างแรงดันอ้างอิง (VREF) เชื่อมต่อไดโอด Zener ในอคติย้อนกลับข้ามตัวต้านทานและแหล่งจ่ายไฟ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของอุปทานสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าซีเนอร์ไดโอดซีเนอร์จะพังทลายลงและแรงดันไฟฟ้าข้ามมันจะยังคงอยู่ที่ VZ VZ นี้กลายเป็นแรงดันอ้างอิงของคุณสำหรับตัวเปรียบเทียบ
ตัวอย่างเช่นหากคุณมีไฟล์ไดโอด Zener ที่แม่นยำด้วยแรงดันไฟฟ้า Zener ที่ 5V คุณสามารถใช้เพื่อตั้งค่าแรงดันอ้างอิง 5V ที่แม่นยำมากในวงจรเปรียบเทียบของคุณ
การ จำกัด แรงดันเอาต์พุต
ฟังก์ชั่นที่สำคัญอีกประการหนึ่งของไดโอดซีเนอร์ในวงจรเปรียบเทียบคือการ จำกัด แรงดันเอาต์พุต ตัวเปรียบเทียบบางครั้งสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปสำหรับขั้นตอนต่อไปของวงจร สามารถใช้ไดโอดซีเนอร์เพื่อยึดแรงดันเอาต์พุตให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย
เชื่อมต่อไดโอด Zener ควบคู่ไปกับเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบ เมื่อแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทพยายามเกินแรงดันไฟฟ้าเซนเนอร์ไดโอดซีเนอร์จะดำเนินการป้องกันแรงดันเอาต์พุตจากการเพิ่มขึ้นใด ๆ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อคุณเชื่อมต่อตัวเปรียบเทียบกับส่วนประกอบอื่น ๆ ที่มีความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า จำกัด
ตัวอย่างเช่นหากคุณใช้ไฟล์ไดโอด Zener พลังงานต่ำด้วยแรงดันไฟฟ้าเซนเนอร์ที่ 3.3V สามารถ จำกัด แรงดันเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบกับ 3.3V ปกป้องส่วนประกอบดาวน์สตรีม
การสร้างวงจรเปรียบเทียบด้วยไดโอดซีเนอร์
ส่วนประกอบที่จำเป็น
- ตัวเปรียบเทียบ (เช่น LM339, LM393)
- ไดโอด Zener
- ตัวต้านทาน
- แหล่งจ่ายไฟ
- แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า
ขั้นตอน - โดย - การสร้างวงจรขั้นตอน
- ตั้งค่าแหล่งจ่ายไฟ: เชื่อมต่อขั้วบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟกับพินที่เหมาะสมของตัวเปรียบเทียบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตามแผ่นข้อมูลของตัวเปรียบเทียบสำหรับการกำหนดค่า PIN ที่ถูกต้อง
- สร้างแรงดันอ้างอิง: เชื่อมต่อไดโอด Zener ในอคติย้อนกลับข้ามตัวต้านทานและแหล่งจ่ายไฟ คำนวณค่าของตัวต้านทานตามการจัดอันดับพลังงานของไดโอดซีเนอร์และแรงดันไฟฟ้าซัพพลาย สูตรสำหรับการคำนวณค่าตัวต้านทานคือ (r = \ frac {v_ {supply} -v_ {z}} {i_ {z}}) โดยที่ (v_ {supply}) คือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ
- เชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าอินพุต: เชื่อมต่อแหล่งแรงดันไฟฟ้าอินพุตเข้ากับหนึ่งในขั้วอินพุตของตัวเปรียบเทียบ เทอร์มินัลอินพุตอื่น ๆ เชื่อมต่อกับแรงดันอ้างอิงที่สร้างขึ้นโดย Zener Diode
- การ จำกัด แรงดันเอาต์พุต (ไม่บังคับ): หากจำเป็นให้เชื่อมต่อไดโอด Zener ควบคู่ไปกับเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบเพื่อ จำกัด แรงดันเอาต์พุต
วงจรตัวอย่าง
ลองมาเป็นตัวอย่างง่ายๆโดยใช้ตัวเปรียบเทียบ LM339 และไดโอด Zener 5V
- เชื่อมต่อเทอร์มินัลบวกของแหล่งจ่ายไฟ (เช่น +12V) กับ PIN 8 ของ LM339 เชื่อมต่อขั้วลบ (กราวด์) กับพิน 4
- เชื่อมต่อไดโอด Zener ในอคติย้อนกลับผ่านตัวต้านทาน1KΩและแหล่งจ่าย +12V แคโทดของไดโอด Zener เชื่อมต่อกับแหล่งจ่าย +12V และขั้วบวกเชื่อมต่อกับกราวด์ผ่านตัวต้านทาน แรงดันไฟฟ้าข้ามไดโอด Zener จะอยู่ที่ประมาณ 5V ซึ่งกลายเป็นแรงดันอ้างอิง
- เชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตกับ PIN 2 ของ LM339 เชื่อมต่อแรงดันอ้างอิง (จาก Zener Diode) กับ PIN 3
- เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบมีอยู่ที่ PIN 1 หากคุณต้องการ จำกัด แรงดันเอาต์พุตให้เชื่อมต่อไดโอดซีเนอร์ 3.3V ควบคู่ไปกับเอาต์พุต
ประเภทของไดโอด Zener สำหรับวงจรเปรียบเทียบ
ไดโอด Zener ที่ปรับได้
ไดโอด Zener ที่ปรับได้มีประโยชน์จริงๆเมื่อคุณต้องการปรับแรงดันอ้างอิงในวงจรเปรียบเทียบ ไดโอดเหล่านี้ช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าได้ภายในช่วงที่กำหนดโดยใช้ตัวต้านทานภายนอก ความยืดหยุ่นนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่คุณต้องปรับ - ปรับแรงดันอ้างอิงตามข้อกำหนดที่แตกต่างกัน
ไดโอด Zener พลังงานต่ำ
ไดโอด Zener พลังงานต่ำเหมาะสำหรับการใช้งานที่การใช้พลังงานเป็นเรื่องที่น่ากังวล พวกเขามีการจัดอันดับพลังงานที่ต่ำกว่าและสามารถใช้ในอุปกรณ์แบตเตอรี่หรือวงจรที่คุณต้องการลดการกระจายพลังงาน
ไดโอด Zener ที่แม่นยำ
ไดโอด Zener ที่แม่นยำได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แรงดันไฟฟ้า Zener ที่แม่นยำและมั่นคง พวกเขามีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าของ Zener ไม่เปลี่ยนแปลงมากนักตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงเช่นในระบบการวัดและการควบคุม
เคล็ดลับในการใช้ไดโอด Zener ในวงจรเปรียบเทียบ
- การจัดอันดับพลังงาน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกไดโอด Zener ที่มีระดับพลังงานที่เหมาะสม หากพลังงานหายไปในไดโอดซีเนอร์เกินระดับพลังงานก็สามารถร้อนเกินไปและได้รับความเสียหาย
- การพิจารณาอุณหภูมิ: ไดโอด Zener อาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หากแอปพลิเคชันของคุณต้องการความแม่นยำสูงให้พิจารณาใช้ไดโอด Zener ที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำหรือใช้เทคนิคการชดเชยอุณหภูมิ
- เสียงและระลอกคลื่น: ไดโอด Zener สามารถแนะนำเสียงรบกวนและระลอกคลื่นในแรงดันอ้างอิง เพื่อลดสิ่งนี้คุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุการกรองควบคู่ไปกับไดโอด Zener
บทสรุป
การใช้ไดโอด Zener ในวงจรเปรียบเทียบเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการตั้งค่าแรงดันอ้างอิงที่เสถียรและ จำกัด แรงดันเอาต์พุต ไม่ว่าคุณจะทำงานในโครงการงานอดิเรกที่เรียบง่ายหรือแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนไดโอด Zener สามารถมีบทบาทสำคัญในการปฏิบัติงานของวงจรเปรียบเทียบของคุณ
ในฐานะซัพพลายเออร์ซีเนอร์ไดโอดเรามีไดโอดซีเนอร์ที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างของคุณรวมถึงไดโอด Zener ที่ปรับได้-ไดโอด Zener พลังงานต่ำ, และไดโอด Zener ที่แม่นยำ- หากคุณสนใจที่จะซื้อไดโอด Zener สำหรับวงจรเปรียบเทียบของคุณหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการใช้งานของพวกเขาอย่าลังเลที่จะติดต่อเราเพื่อจัดซื้อจัดจ้างและการอภิปรายเพิ่มเติม
การอ้างอิง
- Horowitz, P. , & Hill, W. (1989) ศิลปะของอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
- Sedra, As, & Smith, KC (2010) วงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
