Prima dell’avvento degli integrati regolatori di tensione, tipo 7805, quando si voleva stabilizzare una tensione in un circuito elettrico o in parte di esso si utilizzava esclusivamente dei Diodi Zener. Il diodo ad effetto Zener (dal sul inventore Clarence Melvin Zener), è un diodo che nel verso di conduzione è un diodo rettificatore classico, mentre nel verso inverso questo inizia a condurre quando la tensione applicata supera il livelo di soglia caratteristico del diodo. Il diodo ha la proprietà di mantenere la tensione costante, anche se viene aumentata la tensione applicata, fino a che non si raggiunge la tensione di rottura del componente. simbolo diodo
simbolo grafico
I diodi zener sono prodotti con tensione (2.4 fino a 54 Volt) e potenze diverse, questi sono i parametri caratteristici di applicazione del componente. Il diodo per effettuare la regolazione della tensione indicata, necessita di una resistenza di carico che stabilisca una determinata corrente attraverso di esso. Nello schema seguente, per procedere al calcolo di R, è necessario conoscere, oltre alla corrente IZ di polarizzazione del diodo (riportata nel datasheet del componente), anche la corrente IL assorbita dal carico che si alimenta. Va da sè che un siffatto circuito di regolazione è utilizzabile solo per bassi assorbimenti.
Esempio:
Diodo Zener 5v1 – 1/2W
IZ = 5mA
Vin = 9 V;
Vout = 5.1 V
IL = 20mA
IT = 25mA
schema elettrico
La resistenza di polarizzazione deve pertanto essere:
156 < R < 780
è consigliabile non scegliere un valore vicino agli estremi del range calcolato sia per via delle tolleranze dei componenti (+/- 5-10 %) che per le variazioni delle condizioni (temperatura, oscillazioni dell’alimentazione,etc) cui è sottoposto il circuito elettrico.
Diodo Zener polarizzante un transistor.
Per circuiti di maggior assorbimento si utilizza la configurazione dello schema seguente. In pratica la potenza disponibile corrisponde grosso modo alla potenza del transistor utilizzato, stabilizzando la tensione applicata alla base dello stesso. In altre parole, la corrente massima di carico dipende dalle caratteristiche del transistor Q1 polarizzato dal diodo zener.
Da tenere presente che la tensione di uscita risulta essere quella del diodo zener detratto il valore di 0,7 V, dovuto alla caduta di tensione caratteristica della giunzione base-emettitore del transistor.
