Prova Zener – RKE
Prova zener, ma non solo...
Capita sovente di trovare “nel cassetto delle meraviglie” dei diodi zener ma di non poterne conoscere la tensione di funzionamento. Spesso la scritta è troppo piccola, magari sbiadita o semplicemente “criptica”. Come fare dunque?
Come provare uno zener
Cos'é un diodo zener
Anzitutto il diodo zener è un particolare tipo di diodo a giunzione p-n, il cui comportamento è determinato dalla combinazione dell'effetto Zener e dell'effetto di breakdown a valanga ed è caratterizzato principalmente dalla tensione Zener normalmente abbreviata come Vz. Viene spesso usato in polarizzazione inversa come elemento di riferimento della tensione e trova applicazione come stabilizzatore di tensione. Coprono un campo di tensione da circa 2,7V a 221V e potenze da 0,25W a decine di W. Per usi amatoriali i dispositivi più comuni hanno tensioni entro le decine di Volt e potenza di qualche Watt al massimo.
Caratteristica V/I del diodo Zener
Quando è polarizzato direttamente (tensione anodo > tensione catodo), il diodo Zener ha un comportamento analogo al diodo normale. Caratteristico è invece il suo comportamento quando polarizzato inversamente (tensione anodo < tensione catodo). Quando la tensione ai capi del diodo Zener è compresa tra 0 V e Vz, il componente è interdetto e non vi è conduzione a meno di una piccola corrente di fuga nota come Ir.
Non appena la tensione applicata sale al di sopra di Vz (detto tensione di Zener o tensione di breakdown o di ginocchio) si innesca l'effetto valanga, per il quale si ha un forte passaggio di corrente tra i due terminali del dispositivo. Questa situazione normalmente distruttiva nei diodi normali è invece quella di più frequente impiego degli Zener, capaci di resistere al forte passaggio di corrente (fino al limite di dissipazione!) e mantenere ai suoi capi la tensione Vz.
Nell'illustrazione 2 sono riportate le curve V/I di una delle più popolari famiglie di dispositivi di bassa potenza. E' interessante notare come il “ginocchio” della caratteristica diventi sempre più ripido al crescere della tensione di Zener.
Usualmente per determinare la sua tensione di breakdown viene in genere sottoposto ad una corrente ”adeguata” e si misura la tensione risultante ai suoi capi. L'adeguatezza della corrente di prova dipende da:
potenza del dispositivo (potenza alta → corrente alta)
tensione del dispositivo (tensione bassa → corrente alta)
Un esempio dei livelli di test può essere preso dai datasheet e per i dispositivi di interesse di questo articolo varia in genere fra alcuni a alcune decine di mA come visibile nell'esempio di illustrazione 3.