Creare un alimentatore CC da 15 V 5 A utilizzando un diodo Zener come 1N4744A non è pratico a causa delle limitazioni dei diodi Zener in termini di capacità di gestione della corrente. I diodi Zener vengono generalmente utilizzati per la regolazione della tensione in applicazioni a bassa corrente. Per requisiti di corrente più elevati, un diodo Zener da solo non può fornire corrente sufficiente senza surriscaldarsi o guastarsi. Invece, per un alimentatore CC da 15 V 5 A, un approccio più adatto comporterebbe l’utilizzo di un regolatore di tensione in circuito integrato, come l’LM338, in grado di gestire correnti più elevate e fornire una regolazione stabile della tensione.
Per ridurre la tensione CC utilizzando un diodo Zener, è possibile configurarlo in un semplice circuito regolatore di tensione. Ad esempio, per ottenere una tensione di uscita regolata leggermente superiore alla tensione di rottura del diodo Zener, collegare il diodo Zener con polarizzazione inversa attraverso il resistore di carico. Questa configurazione stabilizza la tensione di uscita vicino alla tensione di rottura del diodo Zener meno la caduta di tensione del diodo. Tuttavia, questo metodo è pratico solo per applicazioni a bassa corrente a causa della limitata capacità di trasporto di corrente dei diodi Zener.
La tensione Zener di un diodo Zener da 15 V si riferisce alla sua tensione di rottura quando polarizzato in modo inverso. Un diodo Zener contrassegnato come 15 V avrebbe tipicamente una tensione di rottura vicina a 15 volt, consentendogli di regolare la tensione attorno a questo valore quando collegato in una configurazione di circuito adeguata. È essenziale scegliere un diodo Zener con una tensione di rottura leggermente superiore alla tensione di uscita desiderata per garantire una regolazione stabile.
La creazione di un regolatore di tensione utilizzando un diodo Zener comporta la configurazione del diodo in un semplice circuito regolatore shunt. Collegare il diodo Zener con polarizzazione inversa attraverso il resistore di carico, assicurandosi che la corrente che scorre attraverso il diodo Zener rientri nelle specifiche nominali. Regolando il valore del resistore in serie e scegliendo un diodo Zener appropriato con la tensione di rottura desiderata, è possibile ottenere una regolazione di tensione di base. Tuttavia, per le applicazioni che richiedono una regolazione precisa e una maggiore capacità di corrente, sono generalmente preferiti i circuiti integrati regolatori di tensione o circuiti più sofisticati.
Convertire da 5 V a 3,3 V utilizzando solo un diodo Zener non è pratico perché i diodi Zener non sono adatti per la conversione della tensione step-down a causa della loro tensione di rottura fissa. Per convertire da 5 V a 3,3 V, in genere si utilizza un regolatore di tensione in CI progettato per questo scopo, come un regolatore a bassa caduta di tensione (LDO) o un convertitore buck CC-CC. Questi dispositivi possono ridurre in modo efficiente la tensione fornendo al contempo una regolazione stabile della tensione di uscita, essenziale per alimentare componenti elettronici sensibili come microcontrollori o circuiti digitali che funzionano a tensioni più basse.