DIODA ZENER - STABILIZATOR DE TENSIUNE CU DIODA ZENER

DIODA ZENER - STABILIZATOR DE TENSIUNE CU DIODA ZENER

Obiectivele lucrarii:

--familiarizarea cu caracteristica diodei ZENER

--cunoasterea modelului echivalent al diodei ZENER

--stabilizator de tensiune-aplicatie directa a diodei ZENER

--principalii parametri ai unui stabilizator de tensiune.

Consideratii teoretice:

Dioda ZENER este o dioda de constructie speciala, capabila sa functioneze in regiunea de strapungere fara a se distruge. Strapungerea unei diode semiconductoare se produce prin unul din mecanismele:

1)multiplicare in avalansa-fenomen ce se produce pentru intensitati mari ale campului electric in regiunea de tranzitie a jonctiunii(tensiuni la borne mai mari de 8V).

2)efectul tunel(ZENER)- fenomen ce se produce pentru tensiuni la borne mai mici decat 5V si care se explica luand in consideratie comportarea duala unda-corpuscul a electronilor.

In conductie directa caracteristica unei diode ZENER este identica cu cea a unei diode semiconductoare obisnuite.

Coeficientul de temperatura al diodei ZENER este pozitiv pentru diodele cu U_z mai mare de 5V si negativ pentru cele cu U_z mai mic de 5V. Pentru diodele cu U_z in jurul valorii de 5V, coeficientul de temperatura este aproape nul, datorita comportarii diferite cu temperatura a celor doua mecanisme.

OBSERVATIE:In functionarea normala dioda Zener trebuie polarizata invers.

Simbolul diodei ZENER este prezentat in figura urmatoare:

Anod Catod

Stabilizator de tensiune cu dioda ZENER:

Deoarece in regiunea de strapungere tensiunea la bornele diodei ZENER nu se modifica pentru variatii mari ale curentului prin dioda, rezulta ca o sarcina conectata la bornele diodei ZENER va fi alimentata la o tensiune constanta.

Dioda ZENER realizeaza o stabilizare a tensiunii pe sarcina.

Performantele unui stabilizator de tensiune se apreciaza prin:

coeficientul de stabilizare S_o=(dU_l/U_L), I_L=constant

rezistenta de iesire R_o=-(dU_L/I_L), U_l=constant.

Modul de lucru:

Se realizeaza montajul din figura si se traseaza caracteristica diodei in conductie inversa. Aparatele de masura vor fi pozitionate pe gamele de 10V si respectiv 25mA. Determinarile se fac cu voltmetrul pe pozitia 1 pentru curenti de pana la 1mA si cu voltmetrul pe pozitia 2 pentru curenti mai mari de 1mA.

Pentru I_z=10mA se citeste cu precizie valoarea U_z1 a tensiunii U_z, apoi se apropie la 10 mm de dioda un bec aprins si se mentine timp de un minut. Se citeste valoarea finala U_z2 a tensiunii U_z.

Se inverseaza dioda ZENER si se traseaza si caracteristica ei directa. Aparatele de masura vor fi pozitionate pe gamele de masura de 1V, respectiv de 25mA.

Se inlocuieste potentiometrul R_L cu o rezistenta de 1kohm si se citesc valorile lui U_L pentru mai multe valori ale lui U₁.

Se traseaza pe acelasi grafic caracteristicile directe si inverse ale diodei ZENER.