Danneggiare o rovinare un diodo Zener può verificarsi attraverso diversi metodi, di cui la corrente eccessiva è una delle cause più comuni. I diodi Zener sono progettati per funzionare nella regione di rottura inversa, dove mantengono una tensione stabile tra i loro terminali. L’applicazione di una corrente che supera la corrente nominale massima (Izmax) può portare a un instabilità termica, causando il surriscaldamento e il potenziale guasto del diodo Zener. Un altro modo per danneggiare un diodo Zener è superare la sua capacità di dissipazione di potenza, generalmente specificata come Pd(max). Ciò si verifica quando il diodo dissipa più potenza di quella che può gestire in sicurezza, provocando surriscaldamento ed eventuali guasti.
I diodi Zener possono guastarsi per vari motivi, ma una delle cause principali è il surriscaldamento. Quando un diodo Zener funziona in modalità guasto, dissipa la potenza sotto forma di calore. Se il calore generato supera la capacità del diodo di dissiparlo, il diodo può surriscaldarsi e guastarsi in modo catastrofico. Condizioni di sovracorrente, dovute a un’eccessiva tensione applicata o a un guasto nel circuito, possono anche causare il guasto di un diodo Zener danneggiandone la struttura interna o provocandone la bruciatura. Inoltre, l’esposizione a transitori elettrici come picchi di tensione o sovratensioni può superare temporaneamente la tensione di rottura nominale del diodo, provocando guasti se non adeguatamente protetto.
Per bruciare un diodo Zener, in genere si applica una tensione superiore alla tensione di rottura nominale (Vz). I diodi Zener sono progettati per funzionare in modalità guasto in condizioni controllate. L’applicazione di una tensione superiore alla tensione di rottura specificata può far sì che il diodo conduca una corrente eccessiva, con conseguente surriscaldamento e potenziale combustione. Questo scenario può verificarsi a causa di guasti al circuito, regolazione inadeguata della tensione o picchi di tensione transitori che superano la potenza nominale del diodo. Nelle applicazioni pratiche, è fondamentale garantire che la tensione applicata a un diodo Zener non superi la sua tensione di rottura per prevenire danni e garantire un funzionamento affidabile.
Determinare se un diodo Zener è rotto o difettoso comporta diversi passaggi diagnostici. Un metodo comune consiste nell’utilizzare un multimetro per misurare le caratteristiche di polarizzazione diretta e inversa del diodo. Nella direzione della polarizzazione diretta, un diodo Zener sano dovrebbe comportarsi come un normale diodo al silicio, mostrando una caduta di tensione diretta (tipicamente intorno a 0,7 V per il silicio). Nella direzione di polarizzazione inversa, il diodo Zener dovrebbe mostrare una tensione di rottura stabile (Vz) entro la tolleranza specificata. Una deviazione significativa da queste letture previste o una mancanza di indicazione della tensione di rottura potrebbero indicare che il diodo Zener è difettoso e necessita di sostituzione.
La causa principale della rottura del diodo Zener è l’applicazione di una tensione superiore alla tensione di rottura nominale (Vz). I diodi Zener sono progettati per funzionare nella regione di rottura inversa, dove mantengono una tensione costante tra i loro terminali. Quando la tensione applicata supera la tensione di rottura specificata, il diodo entra in modalità di rottura e conduce corrente per regolare la tensione. Tuttavia, se la tensione applicata continua ad aumentare oltre il valore nominale del diodo o se si verifica una condizione di sovracorrente prolungata, il diodo può subire un’instabilità termica o un sovraccarico elettrico, con conseguenti rotture e guasti. Una corretta progettazione del circuito, comprese la regolazione della tensione e le misure di protezione dai transitori, è essenziale per prevenire la rottura del diodo Zener e garantire prestazioni affidabili nei circuiti elettronici.