Eine Halbleiterdiode, die in Sperrrichtung arbeitet und stark dotiert ist, wird als Zener-Diode bezeichnet. Eine Zener-Diode ist so konzipiert, dass sie einen optimierten Durchbruchbereich hat.

Funktionsweise der Zener-Diode

Die Zener-Diode ist ein Halbleiterbauelement mit stark dotierten (oder hochreinen) Bereichen, die einen Widerstand erzeugen. Die Verarmungszone oder der Bereich, in dem Elektronen entfernt werden, ist aufgrund der hohen Verunreinigungen sehr dünn. Das Dotierungsmaterial in der Zener-Diode dient dazu, die Intensität des elektrischen Feldes zu erhöhen. Dies gilt auch, wenn nur eine geringe Sperrspannung angelegt wird.

Wenn keine Vorspannung an die Zener-Diode angelegt wird, bleiben die Elektronen im Valenzband des p-Typ-Materials und es fließt kein Strom. Das Band, in dem sich die Elektronen befinden, wird als Valenzband bezeichnet. Wird eine Diode in Sperrrichtung vorgespannt, bewegen sich die Elektronen leicht zwischen den Bändern. Damit der Strom fließen kann, wenn die Zener-Spannung anliegt, muss auch die Versorgungsspannung gleich hoch sein. 

Eine Zener-Diode lässt Strom bis zu einem bestimmten Punkt durch, ab dem der Verarmungsbereich verschwindet. Dieser Schwellenwert wird als „Zenerspannung“ bezeichnet. Die Sperrvorspannung, die an der Diode angelegt wird, erhöht die Intensität des elektrischen Feldes im Verarmungsgebiet und hebt somit diese Spannungsgrenze an.

Wenn Elektronen vom Valenzband des P-Typ-Materials in das Leitungsband des N-Typ-Materials wandern, können sie eine Barriere zwischen zwei Materialtypen verringern. Die Zenerdiode wird hauptsächlich in kommerziellen und industriellen Anwendungen eingesetzt. Sie sind auch für die Ladungstrennung auf einer Halbleiteroberfläche verantwortlich. Wenn die Verarmungszone vollständig verschwunden ist, beginnt die Diode, in umgekehrter Richtung zu leiten. Wenn Sie die Zener-Diode benötigen, besuchen Sie beispielsweise tme.eu. 

Anwendungen der Zener-Diode

Die Zenerdiode wird hauptsächlich in kommerziellen und industriellen Anwendungen eingesetzt. Im Folgenden werden die wichtigsten Anwendungen der Zener-Diode beschrieben.

Als Spannungsstabilisator – Spannungsstabilisatoren sind wichtig für die Regulierung der Ausgangsspannung an der Last. Die Spannung kann schwanken, wenn elektrische Geräte Energie verbrauchen, und sie produzieren weniger effiziente Ergebnisse, während sie laufen. Zenerdioden erzeugen eine konstante Spannung, auch wenn sich die Spannung ändert, und sorgen so für die Sicherheit Ihrer Elektronik. 

Wellenformung – Wenn Sie Ihre Eingangswelle (Sinuswellen) in eine Rechteckwelle umwandeln möchten, schalten Sie zwei Zenerdioden mit einem Widerstand in Reihe. Die Dioden werden Rücken an Rücken und in entgegengesetzter Richtung angeschlossen.