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Il diodo Zener è progettato per poter funzionare nella zona di breakdown
Il suo simbolo ( o per lo meno quello adoperato dal Cirmaker ) è il seguente |
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La caratteristica corrente-tensione evidenzia che lo zener: q se polarizzato direttamente, si comporta come un diodo normale q quando è polarizzato inversamente non conduce se la polarizzazione inversa non oltrepassa la tensione di rottura q quando conduce inversamente si comporta da stabilizzatore di tensione; esso, infatti, è capace di subire grandi variazioni di corrente mantenendo costante la tensione ai suoi capi |
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Anche per lo Zener si danno dei modelli semplificativi: |
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Nel primo modello uno zener in conduzione inversa viene assimilato ad un generatore di tension 828h79i e continua, di valore pari a Vz, che assorbe corrente
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Nel secondo modello uno zener in conduzione inversa viene assimilato ad un generatore di tension 828h79i e continua, di valore pari a Vz, che assorbe corrente con in serie la resistenza interna Rz, di piccolo valore
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La potenza dissipata dallo Zener è Pz= Iz*Vz |
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I data sheet del diodo riportano, tra l'altro: q la massima potenza dissipabile Pzmax, oltre la quale la temperatura del dispositivo sale oltre la massima consentita ed esso si distrugge q la massima corrente permessa Izmax q il valore della resistenza interna Rz per un dato valore di Iz |
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Infatti, se Ta aumenta, l'incremento di temperatura che il diodo può subire per arrivare a Tmax si riduce; e con esso la massima potenza dissipabile. |
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Osserviamo come si comporta il regolatore al variare della tensione uscente dal raddrizzatore filtrato. La similazione evidenzia che, se aumenta Vs, aumentano Is e Iz; invece IL e Vout restano quasi costanti; analogamente se Vs diminuisce, diminuiscono Is e Iz ma IL e Vout restano quasi costanti. |
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Vediamo ora come si comporta il regolatore al variare del carico RL Come possiamo vedere, al diminuire di RL sul carico affluisce più corrente e diminuisce quella dello Zener; viceversa se RL aumenta. |
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Perché il regolatore funzioni correttamente è necessario che Iz: q non scenda al di sotto di un certo valore Izmin, altrimenti il diodo non stabilizza bene q non superi Izmax, altrimenti il diodo si distrugge. Rs va scelta, perciò, adeguatamente |
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La corrente assorbita dallo Zener diventa elevata quando Vs è massima e il carico è staccato (IL=0); in queste condizioni Iz= (Vsmax-Vz)/Rs < Izmax E allora: Rs> (Vsmax-Vz)/Izmax |
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La corrente assorbita dallo Zener diminuisce molto quando Vs è minima e il carico assorbe la massima corrente (IL=ILmax); in queste condizioni Iz= (Vsmin-Vz)/Rs -ILmax > Izmin E allora: Rs<(Vsmin-Vz)/(Izmin+Ilmax) |
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In definitiva: (Vsmax-Vz)/Izmax < Rs < (Vsmin-Vz)/(Izmin+Ilmax) |
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Ma vediamo il comportamento di un alimentatore stabilizzato elementare, costituito da un raddrizzatore filtrato, seguito da un regolatore. La simulazione evidenzia che l'ondulazione è stata ridotta di parecchio. |
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VRout, l'ondulazione residua in uscita, è determinata dall'ondulazione VRin entrante nel regolatore ( quella uscente dal raddrizzatore filtrato ). |
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Di solito Rz RL e perciò Rz||RL Rz ; perciò: VRout Vrin*Rz/(Rz+Rs) Vrin*Rz/Rs |
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