제너 다이오드

제너 다이오드(Zener Diode)는 일반 다이오드와 다르게 낮은 역방향 전압에서도 역전류가 흐르도록 만든 소자입니다.

제너 다이오드에서 일어나는 낮은 역전압에 대한 항복을 '제너 항복(Zener Breakdown)'이라 합니다. 높은 역방향 전압에서는 일반 다이오드처럼 에벌랜치 항복이 일어납니다. 만약 순방향 바이어스 전압을 걸어주면, 일반 다이오드와 똑같이 0.7V를 까먹으며 작동합니다.

 

제너 다이오드에 역방향 바이어스 전압을 걸면 역방향 전류가 흐릅니다. 이 전류를 '제너 전류(Zener Current)'라고 하고, 이 때 걸리는 전압을 '제너 전압(Zener Voltage)'이라고 합니다. 제너 전압은 제품마다 다르며 4.7V, 5.2V 등 다양하게 만들어집니다. 물론 얘도 한계는 있어서 너무 전류를 세게 흘려버리면 고장납니다. 실제로는 제너 다이오드도 항상 제너 전압을 유지하는 것은 아니고 전류에 따라서 약간의 전압 차이가 나게 돼 있습니다. 아래는 제너 다이오드에서 알아둬야 할 몇 가지 수치들입니다.

 

- 제너 문턱 전류 / 전압  

제너 항복이 일어나기 시작하는 전류의 세기를 '제너 문턱 전류' 라 하고, 그 전류가 흐를 때 제너 다이오드에 걸리는 제너 전압을 '제너 문턱 전압' 이라 합니다. 이 값보다 작은 영역에서 작동시킬 경우, 제너 다이오드는 제대로 전압을 유지하지 못하고, 제너 다이오드로서의 의미가 사라집니다.

 

- 제너 시험 전류 / 전압 

어떤 제너 다이오드를 소개할 때 기준이 되는 대표값입니다. 예를 들어 5.2V 제너 다이오드라고 함은, 어떤 '제너 시험 전류' 를 흘렸을 때 걸리는 '제너 시험 전압' 이 5.2V인 다이오드를 말합니다.

보통 이 대표값을 중심으로 회로를 설계하게 됩니다.

 

- 제너 최대 전류 / 전압, 최대 소비 전력 

에벌랜치 항복이 일어나기 시작하는 전류의 세기를 '제너 최대 허용 전류' 라고 하고, 이 때 걸리는 제너 전압을 '제너 최대 허용 전압' 이라 합니다. 이 값을 넘어가는 영역에서 작동시킬 경우, 다이오드가 고장납니다. 또한 이 때 제너 다이오드가 소비하는 최대전력은 최대전류와 전압을 곱한 값입니다.

 

- 제너 저항 

제너 저항은 제너 전류가 변할 때 흔들리는 제너 전압의 비율로, 제너 다이오드가 얼마나 안정적인지 알려주는 파라미터 입니다. 제너 저항이 작으면 작을수록 전압은 적게 흔들립니다.