ちょっと、そこ！ Zener Diode Supplierとして、コンパレータ回路でツェナーダイオードを使用する方法を共有することを非常に興奮させています。楽しくて有益な乗り心地になるので、すぐに飛び込みましょう！
コンパレータ回路とは何ですか？
まず、コンパレータ回路が何であるかについてすぐにおしゃべりしましょう。コンパレータは、2つの入力電圧を比較し、デジタル信号を出力するデバイスで、どちらが大きいかを示すデバイスです。それは電圧の戦いの審判のようなものです！通常、出力は、非反転入力電圧が反転入力電圧よりも大きいか小さいかどうかに応じて、通常、高電圧または低電圧です。
コンパレータ回路におけるツェナーダイオードの役割
ツェナーダイオードは、逆の故障領域で動作できる特別なタイプのダイオードです。 Zenerダイオードの逆電圧がZener電圧（VZ）に到達すると、ダイオードが逆方向に動作し始め、その中の電圧は比較的一定のままです。このユニークな特性により、Zenerダイオードはコンパレータ回路で非常に役立ちます。
参照電圧の設定
コンパレータ回路のZenerダイオードの主な用途の1つは、参照電圧を設定することです。コンパレータでは、多くの場合、入力電圧と比較するために固定電圧が必要です。 Zenerダイオードは、この安定した基準電圧を提供できます。
入力電圧（VIN）を特定の値と比較する回路があるとしましょう。 Zenerダイオードを使用して、参照電圧（VREF）を作成できます。 Zenerダイオードを抵抗器と電源を越えて逆バイアスで接続します。供給電圧がツェナー電圧よりも高い場合、Zenerダイオードが崩れ、VZの電圧が残ります。このVZは、コンパレータの基準電圧になります。
たとえば、あなたが持っている場合精密ツェナーダイオード5Vのツナー電圧を使用すると、コンパレータ回路に非常に正確な5V参照電圧を設定するために使用できます。
出力電圧の制限
コンパレータ回路のツェナーダイオードのもう1つの重要な機能は、出力電圧を制限することです。コンパレータは、回路の次の段階では高すぎる出力電圧を生成する場合があります。ツェナーダイオードを使用して、出力電圧を安全なレベルに固定できます。
コンパレータの出力と並行してツェナーダイオードを接続します。出力電圧がツェナー電圧を超えようとすると、ツェナーダイオードが導入され、出力電圧が高くなるのが防止されます。これは、電圧耐性が制限されている他のコンポーネントとコンパレータをインターフェースする場合に特に便利です。
たとえば、aを使用している場合低電力ゼナーダイオードZener電圧が3.3Vで、コンパレータの出力電圧を3.3Vに制限し、下流のコンポーネントを保護できます。
Zenerダイオードでコンパレータ回路を構築します
コンポーネントが必要です
- コンパレータ（例：LM339、LM393）
- ツェナーダイオード
- 抵抗器
- 電源
- 入力電圧源
ステップ - by-ステップ回路の構築
- 電源を設定します：電源の正と負の端子をコンパレータの適切なピンに接続します。正しいピン構成については、コンパレータのデータシートに従ってください。
- 参照電圧を作成します：Zenerダイオードを抵抗器と電源を越えて逆バイアスで接続します。ツェナーダイオードの電力定格と供給電圧に基づいて、抵抗器の値を計算します。抵抗値を計算するための式は（r = \ frac {v_ {supply} -v_ {z}} {i_ {z}} {i_ {{z}}）であり、ここで、（v_ {supply}）は供給電圧です（v_ {z}）はZener電圧です。
- 入力電圧を接続します：入力電圧源をコンパレータの入力端子の1つに接続します。もう1つの入力端子は、Zenerダイオードによって作成された参照電圧に接続されています。
- 出力電圧制限（オプション）：必要に応じて、Zenerダイオードをコンパレータの出力と並行して接続して、出力電圧を制限します。
サンプル回路
LM339コンパレータと5V Zenerダイオードを使用して簡単な例を見てみましょう。
- 電源の正の端子（例えば、 +12V）をLM339のピン8に接続します。負の端子（グランド）をピン4に接続します。
- Zenerダイオードを1kΩ抵抗と +12V電源に逆バイアスで接続します。 Zenerダイオードのカソードは +12V電源に接続されており、アノードは抵抗器を介して接地に接続されています。 Zenerダイオード全体の電圧は約5Vで、これが基準電圧になります。
- 入力電圧をLM339のピン2に接続します。参照電圧（Zenerダイオードから）をピン3に接続します。
- コンパレータの出力はピン1で使用できます。出力電圧を制限する場合は、出力と並行して3.3V Zenerダイオードを接続します。
コンパレータ回路用のツェナーダイオードの種類
調整可能なツェナーダイオード
調整可能なツェナーダイオードコンパレータ回路の基準電圧を調整する必要がある場合、本当に便利です。これらのダイオードを使用すると、外部抵抗を使用してZener電圧を特定の範囲内に設定できます。この柔軟性は、罰金を科す必要があるアプリケーションに最適です - さまざまな要件に応じて参照電圧を調整します。
低電力ゼナーダイオード
低電力ゼナーダイオード消費電力が懸念事項であるアプリケーションに適しています。電力定格が低く、バッテリーで使用できます - 電源消散を最小限に抑えたい駆動型デバイスまたはサーキット。
精密ツェナーダイオード
精密ツェナーダイオード非常に正確で安定したツェナー電圧を提供するように設計されています。それらは低い温度係数を持っています。つまり、Zener電圧は温度の変動によってあまり変化しません。これにより、測定システムや制御システムなど、高精度が必要なアプリケーションに最適です。
コンパレータ回路でツェナーダイオードを使用するためのヒント
- 電力評価：適切な電力評価を備えたZenerダイオードを必ず選択してください。 Zenerダイオードで消費される電力がその電力評価を超えると、過熱して損傷を受ける可能性があります。
- 温度に関する考慮事項：ツェナーダイオードは、温度変化の影響を受ける可能性があります。アプリケーションが高精度を必要とする場合は、低温係数を備えたツェナーダイオードの使用を検討するか、温度補償技術を使用してください。
- ノイズと波紋：Zenerダイオードは、基準電圧にノイズとリップルを導入できます。これを減らすために、Zenerダイオードと並行してフィルタリングコンデンサを使用できます。
結論
コンパレータ回路でツェナーダイオードを使用することは、安定した基準電圧を設定し、出力電圧を制限するのに最適な方法です。シンプルな趣味プロジェクトであろうと複雑な産業用アプリケーションに取り組んでいるかどうかにかかわらず、Zenerダイオードはコンパレータ回路のパフォーマンスにおいて重要な役割を果たすことができます。
Zenerダイオードサプライヤーとして、さまざまなニーズを満たすために、さまざまなZenerダイオードがあります。調整可能なツェナーダイオード、低電力ゼナーダイオード、 そして精密ツェナーダイオード。コンパレータサーキット用のZenerダイオードを購入することに興味がある場合、またはそれらの使用について質問がある場合は、調達とさらなる議論のためにお気軽にご連絡ください。
参照
- Horowitz、P。、＆Hill、W。（1989）。エレクトロニクスの芸術。ケンブリッジ大学出版局。
- Sedra、As、＆Smith、KC（2010）。微小電子回路。オックスフォード大学出版局。
