In questo post vedremo Come stabilizzare una tensione con il Diodo Zener. La stabilizzazione della tensione può tornare utile se abbiamo la necessità di creare un alimentatore per i nostri circuiti.
Come stabilizzare una tensione con il diodo Zener
Il diodo Zener
Il diodo Zener
I Diodi Zener, come i diodi normali, appartengono alla famiglia dei semiconduttori. Si presentano con una forma cilindrica da cui fuoriescono due contatti: un Anodo (positivo) ed un Catodo (negativo). Per poter distinguere l’Anodo dal Catodo viene stampate una banda scura (di solito nera) in prossimità del Catodo.
Nell’immagine seguente è presente il simbolo elettrico utilizzato per indicare lo Zener e una delle tanti varianti in commercio:
A differenza dei normali Diodi che vengono utilizzati per raddrizzare tensioni alternale, lo Zener viene utilizzato principalmente per stabilizzare le tensioni per via delle sue caratteristiche date dell’effetto Zener e dell’effetto di breakdown a valanga.
Potete trovare maggiori informazioni relative al Diodo Zener su Wikipedia.
Materiale occorrente
Ecco l’elenco dei pochi componenti che ci servono per poter creare uno stabilizzatore di tesnione:
- Alimentatore 12 volt: Link Amazon – Link eBay
- Diodo Zener (5V1): Link Amazon – Link eBay
- Resistenza (vedremo più avanti come calcolare il valore che ci interessa): Link Amazon – Link eBay
Calcolare la resistenza per la caduta di tensione
Come già accennato prima, il compito del diodo Zener è quello di stabilizzare una tensione continua, portandola ovviamente su valori standard in base alla tensione di lavoro del Diodo Zener utilizzato.
Sul corpo del componente elettronico, oltre alla banda scura che indica il Catodo, è stampigliato anche il valore della tensione di lavoro.
Il diodo che utilizzeremo in questa prova ha la dicitura 5V1 che equivale ad una tensione di 5.1 Volt. Ovviamente in ingresso dovrà essere presente una tensione maggiore rispetto a quella da stabilizzare di almeno 2-3 Volt.
Per poter creare una tensione stabilizzata con un Diodo Zener, bisogna sempre utilizzare una resistenza di caduta di tensione (Rz).
Il valore della resistenza Rz va scelto in base al valore della tensione in ingresso del circuito, alla tensione che si deve ottenere, e alla corrente che dovrà assorbire il circuito.
Per ricavare il suo valore è sufficiente eseguire alcuni semplici calcoli:
Rz = (Vdc – Vz) / A
dove :
Vcc = indica la tensione di alimentazione in ingresso;
Vz = indica la tensione di lavoro del Diodo Zener;
A = indica la corrente di assorbimento massima che avrà il nostro circuito;
Schema elettrico
Come possiamo notare nello schema, la resistenza Rz è collegata alla tensione in ingresso Vdc di 12Volt, ed al catodo del Diodo Zener Dz ; l’anodo invece è collegato direttamente a massa (GND).
Se il nostro circuito deve essere alimentato a 5 Volt con corrente massima di assorbimento pari a 30mA,
impiegheremo un Diodo Zener da 5V1, ed il valore della resistenza Rz, in base alla formula vista prima, sarà:
Rz = (12 – 5.1) / 0.030 = 230ohm
Dato che le resistenze da 230ohm non sono in commercio, possiamo tranquillamente utilizzare una resistenza da 220ohm che ha il valore resistivo più vicino.
A presto 😉