Dispositivi a semiconduttore - Diodo Zener

È un tipo specifico di diodo semiconduttore, che è fatto per funzionare nella regione di rottura inversa. La figura seguente mostra la struttura cristallina e il simbolo di un diodo Zener. È per lo più simile a quello di un diodo convenzionale. Tuttavia, viene apportata una piccola modifica per distinguerlo dal simbolo di un diodo normale. La linea piegata indica la lettera "Z" dello Zener.

La differenza più significativa nei diodi Zener e nei normali diodi a giunzione PN è nella modalità in cui vengono utilizzati nei circuiti. Questi diodi vengono normalmente azionati solo nella direzione di polarizzazione inversa, il che implica che l'anodo deve essere collegato al lato negativo della sorgente di tensione e il catodo al positivo.

Se un diodo normale viene utilizzato allo stesso modo del diodo Zener, verrà distrutto a causa della corrente eccessiva. Questa proprietà rende il diodo Zener meno significativo.

La figura seguente mostra un regolatore con un diodo Zener.

Il diodo Zener è collegato in direzione di polarizzazione inversa attraverso una fonte di alimentazione CC non regolata. È fortemente drogato in modo da ridurre la tensione di breakdown inversa. Ciò si traduce in uno strato di esaurimento molto sottile. A causa di ciò, il diodo Zener ha una forte tensione di rottura inversaV_z.

Come per l'azione del circuito, il guasto si verifica bruscamente con un improvviso aumento della corrente come mostrato nella figura seguente.

Voltaggio V_zrimane costante con un aumento della corrente. A causa di questa proprietà, il diodo Zener è ampiamente utilizzato nella regolazione della tensione. Fornisce una tensione di uscita quasi costante indipendentemente dalla variazione di corrente attraverso lo Zener. Pertanto, la tensione di carico rimane a un valore costante.

Possiamo vedere che a una particolare tensione inversa nota come tensione del ginocchio, la corrente aumenta bruscamente con la tensione costante. A causa di questa proprietà, i diodi Zener sono ampiamente utilizzati nella stabilizzazione della tensione.