Když Zenerova dioda, tak ale přesná

Pokud se řekne měření, budeme tím ve zcela obecné rovině vnímat i přítomnost nějakého zdroje referenčního napětí. Taková součástka má přitom úžasnou schopnost zásadní měrou ovlivňovat vlastnosti celého systému. Jednou to bude vhodný integrovaný obvod, třeba jako nedávná novinka od Microchipu [1], zatímco jindy si možná vystačíme s naprostým základem v podobě speciální polovodičové diody, jejíž princip známe již od roku 1934.

Plus minus jedno procento

Zenerovy diody patří ke zcela základním prvkům, které budou mít své čestné místo v nejedné učebnici elektroniky. Na výsluní se však nyní dostávají také ve společnosti Nexperia [2]. Známý výrobce tranzistorů a diod totiž koncem loňského roku představil řadu tak řečených „zenerek“ série A, které pro účely vzniku precizní napěťové reference uvažují toleranci pouze ±1 %. Součástky s označením BZT52H-A budou chránit plastová pouzdra typu SOD123F se dvěma vývody, zatímco varianty BZX384-A pak dostaneme v provedení SOD323, vhodném opět pro povrchovou montáž. Rozměry zde činí 2,6 × 1,6 × 1,1 mm, resp. jen 1,7 × 1,25 × 0,95 mm.

Svou přesností se tak mohou novinky jasně vymezit vůči skupinám B či C s rozptylem ±2 % nebo snad i ±5 %. Jmenovité pracovní úrovně diktované řadou E24 zde přitom pokrývají docela široké pásmo od 2,4 V až do 75 V. Limitující by ostatně neměla být ani oblast možného nasazení, která hned vedle přenosné, mobilní či nositelné elektroniky a průmyslových aplikací zahrnuje díky shodě s požadavky AEC-Q101 rovněž automobilový průmysl (tzv. Q-portfolio). Hlídat si tak musíme zejména celkovou výkonovou ztrátu PTOT při teplotách nepřekračujících +25 °C do 300 mW, resp. 375 mW, kterou lze ovšem při vhodném návrhu motivu desky v oblasti katody povýšit u řady BZT52H-A až na více než 800 mW. Pro parametr PZSM související se špičkou v závěrném směru bez možnosti opakování pak výrobce nepovoluje více než 40 wattů.

Obr. 1 Při výběru vhodné Zenerovy diody od firmy Nexperia si nyní můžete „dopřát“ přesnost i jedno procento [2]

Náhrada méně přesných Zenerových diod za kompatibilní variantu třídy A vynikne kupříkladu v zapojeních s polem řízeným tranzistory. Budeme-li totiž řešit otázku mezního napětí mezi hradlem a vývody source či drain, lze se nyní ještě více přibližovat k limitům MOSFETu, příp. též vybírat z mnohem širší nabídky vhodných spínačů. Více informací k „áčkovým“ diodám, včetně jejich specifikací a dokumentace, naleznete v [3]. Zájemce o aplikační poznámky rovněž potěší volně dostupný dvacetistránkový dokument „Zener diodes – physical basics, parameters and application examples“ z října loňského roku [4].

Obr. 2 Stabilizační diody se uplatní v řadě případů. Z jejich precizního výstupu budou každopádně těžit i zapojení s tranzistory MOSFET [4]

Jde to i efektivně

U diod spojených se jménem Clarence Melvin Zener nás ovšem nebude zajímat pouze jejich přesnost, ale třeba i energetická náročnost. Své k tomu mají co říci též 50μA prvky, které stejný výrobce představil koncem ledna [5]. Součástky dostupné v několika různých pouzdrech typu SMD, tedy jako SOT23 (BZX8450), SOD323 (BZX38450), SOD523 (BZX58550), ale také DFN1006BD-2 (BZX8850S), zde o rozměrech 1 × 0,6 × 0,47 mm, se nyní pohybují v oblasti již od 1,8 V a znovu se nebrání ani použití v náročném automobilovém průmyslu. Z pohledu tolerancí však musíme počítat s pásmem zhruba pěti procent.

Obr. 3 Zklamáni neodejdou ani vývojáři, pro které je miliampér již hrubá míra [5]

robenek@dps-az.cz