Un diodo Zener è un tipo specializzato di diodo a semiconduttore progettato per funzionare nella regione di rottura inversa della sua curva caratteristica tensione-corrente. A differenza dei normali diodi che conducono la corrente nella direzione diretta e la bloccano nella direzione opposta, un diodo Zener può condurre una corrente significativa quando polarizzato in modo inverso e mantiene una caduta di tensione quasi costante attraverso i suoi terminali, nota come tensione Zener o tensione di rottura (V_Z) . Questa caratteristica rende i diodi Zener utili per la regolazione della tensione e le applicazioni di riferimento della tensione in cui è richiesto un livello di tensione stabile nonostante le variazioni della tensione di ingresso o delle condizioni di carico.
I diodi Zener sono comunemente utilizzati nei circuiti di regolazione della tensione per stabilizzare i livelli di tensione attraverso un carico o all’interno di un circuito. Collegando un diodo Zener in configurazione di polarizzazione inversa con un resistore in serie, il circuito può mantenere una tensione di uscita costante (V_Z) su un’ampia gamma di tensioni di ingresso. Ciò rende i diodi Zener adatti per applicazioni quali alimentatori, regolatori di tensione, circuiti di protezione da sovratensione e riferimenti di tensione di precisione in dispositivi e sistemi elettronici.
Un diodo Zener viene generalmente utilizzato con un resistore in serie per limitare la corrente attraverso il diodo quando entra nella regione di rottura. Questo resistore, noto come resistore di limitazione della corrente, garantisce che il diodo Zener funzioni entro i limiti di corrente specificati e previene una corrente eccessiva che potrebbe danneggiare il diodo o il circuito. La combinazione del diodo Zener e del resistore in serie forma un circuito divisore di tensione stabile che fornisce una regolazione della tensione o una tensione di riferimento coerente in varie condizioni operative.
I diodi in generale hanno un’ampia gamma di usi nei circuiti e sistemi elettronici. Oltre ai diodi Zener utilizzati nella regolazione della tensione, i diodi normali sono componenti fondamentali nei circuiti raddrizzatori che convertono la corrente alternata (corrente alternata) in corrente continua (corrente continua). Sono inoltre utilizzati nei circuiti di condizionamento del segnale, nei circuiti di alimentazione, nei circuiti di commutazione e nei circuiti di protezione dove controllano la direzione del flusso di corrente e garantiscono il corretto funzionamento dei dispositivi elettronici.
I diodi Zener sono più comunemente utilizzati nelle applicazioni di regolazione della tensione in cui il mantenimento di una tensione di uscita stabile è fondamentale. Sono particolarmente efficaci in scenari in cui è necessario un controllo preciso della tensione, come nei regolatori di tensione, negli alimentatori e nei circuiti di ricarica delle batterie. I diodi Zener assicurano che la tensione di uscita rimanga costante nonostante le fluttuazioni della tensione di ingresso o i cambiamenti nelle condizioni di carico, fornendo così prestazioni affidabili e protezione per i componenti elettronici sensibili.
Se utilizzato con polarizzazione inversa, un diodo Zener mantiene una caduta di tensione costante (V_Z) sui suoi terminali una volta entrato nella regione di rottura. Questa caratteristica consente ai diodi Zener di bloccare o regolare efficacemente i livelli di tensione. Nei circuiti di regolazione della tensione, ad esempio, un diodo Zener in configurazione con polarizzazione inversa limita la tensione massima su un carico o protegge i componenti sensibili dai picchi di tensione. Questa caratteristica rende i diodi Zener essenziali per la regolazione della tensione, il riferimento di tensione e le applicazioni di protezione da sovratensione nell’elettronica, garantendo un funzionamento stabile e la longevità dei dispositivi e dei circuiti elettronici.