Zener Diode

1. ซีเนอรไดโอด
Zener Diode
หนวยที่ 2

2. จุดประสงคเชิงพฤติกรรม
นักเรียนสามารถ...............
1. อธิบายโครงสรางของซีเนอรไดโอดได
2. บอกสัญลักษณของซีเนอรไดโอดได
3. อธิบายวิธีการไบอัสซีเนอรไดโอดได
4. อธิบายวิธีการทดสอบซีเนอรไดโอดได
5. อธิบายการเสียของซีเนอรไดโอดได

3. 1. โครงสรางของซีเนอรไดโอด
2. สัญลักษณของซีเนอรไดโอด
3. การไบอัสซีเนอรไดโอด
3.1 การไบอัสตรง
3.2 การไบอัสกลับ
4. การทดสอบซีเนอรไดโอด
5. การเสียของซีเนอรไดโอด
5.1 ไดโอดช็อต
5.2 ไดโอดรั่ว
5.3 ไดโอดขาด
เนื้อหาบทเรียน

4. ซีเนอร์ไดโอด เป็นไดโอดชนิดพิเศษทีทําหน้าที
รักษาระดับแรงดันให้คงที
มีโครงสร้างเหมือนไดโอดธรรมดาทัวๆ ไป

5. P N
โครงสร้าง
สัญลักษณ์
A K
A K

6. โครงสร้างของซีเนอร์ไดโอด
ประกอบจากสารกึงตัวนําชนิดพีกับ
สารกึงตัวนําชนิดเอ็นต่อชนกัน
มีขาใช้งาน 2 ขา คือ
ขาอาโนด (A : Anode)
ขาแคโถด (K : Kathod)

7. 1. เทคนิคพิเศษในการผลิต
2. การทํางาน
3. การต่อใช้งาน
ข้อแตกต่างของซีเนอร์ไดโอด เทียบกับไดโอด

8. 1. เทคนิคพิเศษในการผลิต
การเติมปริมาณของสารเจือปน จะมี
ความหนาแน่นกว่า

9. 2. การทํางาน
A K
+
K A
+
ไบอัสตรง ไบอัสกลับ

10. เมือจ่ายไบอัสกลับถึงจุดแรงดันพังทลาย
หรือจุดแรงดันซีเนอร์ จะทําให้ซีเนอร์ไดโอด
นํากระแส

11. การพังทลายของซีเนอร์ไดโอด
สามารถแบ่งออกได้ 2 ลักษณะ
1. การพังทลายแบบอะวาลานซ์ (Avalanche)
2. การพังทลายแบบซีเนอร์

12. การพังทลายแบบอะวาลานซ์ (Avalanche)
คือ เมือซีเนอร์ไดโอดได้รับไบอัสกลับแรงดันสูง
จนทําให้มีกระแสไหลย้อนกลับจํานวนมาก ทําให้
รอยต่อของซีเนอร์ไดโอดทะลุและใช้งานไม่ได้

13. การพังทลายแบบซีเนอร์
คือ การพังทลายทีเกิดจากแรงดันไบอัสกลับ
ค่าตําๆ ทําให้ซีเนอร์ไดโอดนํากระแส เกิดแรงดัน
ตกคร่อมคงทีตลอด มีค่าแรงดันเท่ากับแรงดันของ
ซีเนอร์

14. 3. การต่อใช้งาน
VZ = 10 V
IZ
Vout
R
0 – 20 V

15. เมือจ่ายแรงดันให้กับซีเนอร์ไดโอดในระดับหนึง
ซีเนอร์ไดโอด จะยังไม่นํากระแส แต่เมือจ่ายแรงดัน
ให้สูงขึน ถึงจุดแรงดันซีเนอร์ จะทําให้ซีเนอร์ไดโอด
นํากระแส มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในวงจรได้
เกิดแรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดคงทีตลอด โดยมี
ค่าเท่ากับแรงดันซีเนอร์
นิยมนําไปใช้เป็นวงจรควบคุมแรงดันให้คงที
(วงจรเร็กกูเลเตอร์)

16. วงจรสมมูลของไดโอด
อุดมคติ ทางปฏิบัติ
+ +

17. กราฟคุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด
Forword Bias
Reverse Bias
แรงดันพังทลาย
กระแส
แรงดัน

18. คุณสมบัติของซีเนอร์ไดโอด
การทีจะนําซีเนอร์ไดโอดมาใช้งาน จําเป็นจะต้อง
ทราบพิกัดต่างๆ ของซีเนอร์ไดโอด เช่น
- แรงดันซีเนอร์
- อัตราทนกําลังไฟสูงสุด
ซึงสามารถศึกษาได้จากคู่มือ

19. VBR (V) หมายถึง แรงดัน Breakdown Voltage
IS (A) หมายถึง กระแสทีไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด
ขณะทีมี RS
VRM (V) หมายถึง แรงดันย้อนกลับสูงสุด
IR (A) หมายถึง กระแสรัวไหลสูงสุด
IRMS (A) หมายถึง กระแสไหลย้อนกลับไม่คงที
VRMS (V) หมายถึง แรงดันย้อนกลับสูงสุด

20. เบอร์ VBR (V) IT (mA)
VRWM
(V)
IR (A) IRMS (V)
VRMS
(V)
1N6267A 6.8 10 5.8 1000 143 10.5
1N6268A 7.5 10 6.4 500 132 11.3
1N6269A 8.2 10 6.02 200 124 12.1
1N6270A 9.1 1 6.78 50 112 13.4
1N6271A 10 1 8.55 10 103 14.5
1N6272A 11 1 9.4 5 96 15.6
1N6273A 12 1 10.2 5 90 16.7
1N6274A 13 1 11.1 5 82 18.2
1N6275A 15 1 12.8 5 71 21.2

21. การวิเคราะห์วงจร
VZ = 9 V
IZR
12 V

22. มีแบตเตอรีรถยนต์ 12 โวลท์ อยู่ชุดหนึง ต้องการ
นําแบตเตอรีนี มาใช้กับวิทยุเทป ซึงต้องการแรงดัน
เพียง 9 โวลท์ เท่านัน จะทําอย่างไร เพือให้วิทยุเทป
ใช้งานได้กับแรงดันไฟ 9 โวลท์

23. การคํานวณ หาก IZ = 50 mA
ดังนัน R = E – VZ
IZ
= 12 V – 9 V
50 mA
= 60 

24. การวิเคราะห์วงจร
VZ1 = 15 VR
50 V
VZ2 = 15 V
แรงดันเอ้าท์พุทและแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน
มีค่าเท่ากับเท่าไร

25. ถ้าหาก กําหนด IZ = 50 mA
ดังนัน R = E – VZ
IZ
= 50 V – 30 V
50 mA
= 400 
VOut = 30 V แสดงว่า VR = 20 V

26. การวัดและทดสอบซีเนอร์ไดโอด
1. วัดแรงดันตกคร่อมซีเนอร์ไดโอด โดยต่อ
ในลักษณะไบอัสกลับ
สามารถทําได้ 2 วิธี
+
R

27. 1. ค่าแรงดัน เท่ากับศูนย์ (0)
แสดงว่าซีเนอร์ไดโอดชอร์ท
2. ค่าแรงดันเท่ากับแรงดันของแหล่งจ่าย
แสดงว่าซีเนอร์ไดโอดขาด
3. ค่าแรงดันมีค่าคงทีตลอด ถึงจะมีการปรับ
ค่าแรงดันของแหล่งจ่าย
แสดงว่าซีเนอร์ไดโอดปกติ
ผลการวัดของซีเนอร์ไดโอด

28. 2. วัดค่าความต้านทาน
(เหมือนกับการทดสอบไดโอดธรรมดา)

29. การเสียของซีเนอร์ไดโอด
สามารถพิจารณาได้ 3 ลักษณะ คือ
1. ซีเนอร์ไดโอดขาด วัด 2 ครัง เข็มมิเตอร์ไม่
ขึน ทัง 2 ครัง
2. ซีเนอร์ไดโอดชอร์ท วัด 2 ครัง เข็ม
มิเตอร์ จะขึนทัง 2 ครัง
3. ซีเนอร์ไดโอดรัว วัด 2 ครัง เข็มมิเตอร์จะ
ขึน 1 ครัง และเข็มขึน เล็กน้อย 1 ครัง