Collegamento corretto dei LED. Come collegare un diodo zener a un circuito

Come collegare correttamente un LED

Un LED è un normale diodo al cui cristallo sono aggiunte sostanze che emettono luce quando vengono attraversate da corrente elettrica. Quando viene applicata una tensione positiva all'anodo e una tensione negativa al catodo, si verifica un bagliore. La causa più comune di guasto è il superamento della tensione di alimentazione nominale.

SU schemi elettrici La piedinatura è chiara. Applichiamo sempre il “meno” al catodo, motivo per cui è indicato da una linea retta al vertice del triangolo. Tipicamente, il catodo è il contatto su cui si trova il cristallo che emette luce. È più largo dell'anodo.

Nei LED super luminosi, la polarità è solitamente contrassegnata sui contatti o sull'alloggiamento. Se non sono presenti segni sulle gambe di contatto, la gamba con la base più larga è il catodo.

Schema di collegamento del LED

Nel circuito classico, si consiglia di collegare tramite un resistore limitatore di corrente. Infatti, scegliendo il resistore giusto o reattanza induttiva, è possibile collegare un diodo predisposto per una tensione di alimentazione di 3V, anche alla rete AC.

Il requisito principale per i parametri di potenza è limitare la corrente del circuito.

Poiché l'intensità della corrente è un parametro che riflette la densità del flusso di elettroni attraverso un conduttore, se questo parametro viene superato, il diodo esploderà semplicemente a causa del rilascio istantaneo e significativo di calore sul cristallo semiconduttore.

Come calcolare un resistore limitatore

• R è la resistenza del resistore limitatore in ohm;
• Upit - tensione della fonte di alimentazione in volt;
• Upad - Tensione di alimentazione LED;
• I è la corrente nominale del LED in ampere.

Se la potenza del resistore è notevolmente inferiore a quella richiesta, semplicemente si brucerà a causa del surriscaldamento.

Accensione di un LED tramite un alimentatore senza resistenza

Da diversi anni ho aggiornato la mia lampada da tavolo al LED. Vengono utilizzate sei sorgenti luminose LED luminosi e come fonte di alimentazione: un vecchio caricabatterie di un telefono cellulare Nokia. Ecco il mio schema di commutazione LED:

La tensione nominale dei diodi è 3,5 V, la corrente è 140 mA, la potenza è 1 W.

Quando si seleziona una fonte di alimentazione esterna, è necessaria una limitazione di corrente. Il collegamento di questi LED ai moderni caricabatterie con una tensione di alimentazione di 5 V 1-2 A richiederà una resistenza di limitazione.

Per adattare questo schema a caricabatterie nominale a 5V, utilizzare una resistenza da 10-20 Ohm con una potenza di 0,3 A.

Se disponi di una fonte di alimentazione diversa, assicurati che disponga di un circuito di regolazione della corrente.

Come collegare correttamente i LED

Connessione parallela

Il modo più semplice per determinare la compatibilità dei diodi è utilizzare un alimentatore a bassa tensione o regolato. Puoi navigare in base alla "tensione di accensione", quando il cristallo inizia a brillare leggermente. Quando la tensione "iniziale" varia di 0,3-0,5 V, una connessione parallela senza resistore limitatore di corrente non è accettabile.

Connessione seriale

Calcolo della resistenza per un circuito di più diodi: R = (Upit - N * Usd) / I * 0,75

Numero massimo di diodi in serie: N = (Upit * 0,75) / Usd

Quando si collegano più catene di LED successive, è consigliabile calcolare la propria resistenza per ciascuna catena.

Come accendere un LED nell'alimentazione CA

Se, quando si collega un LED a una fonte di corrente continua, gli elettroni si muovono solo in una direzione ed è sufficiente limitare la corrente utilizzando un resistore, in una rete a tensione alternata la direzione del movimento degli elettroni cambia costantemente.

Quando passa una semionda positiva, la corrente, passando attraverso un resistore che assorbe la potenza in eccesso, accende la sorgente luminosa. La semionda negativa passerà attraverso un diodo chiuso. Per i LED, la tensione inversa è piccola, circa 20 V, e l'ampiezza della tensione di rete è di circa 320 V.

Il semiconduttore funzionerà in questa modalità per un po ', ma in qualsiasi momento è possibile la rottura inversa del cristallo. Per evitare ciò, installare un normale diodo raddrizzatore davanti alla sorgente luminosa che possa resistere corrente inversa fino a 1000 V. Non trasmetterà la semionda inversa circuito elettrico.

Lo schema di collegamento per la rete AC è nella figura a destra.

Altri tipi di LED

Lampeggiante

Una caratteristica del design di un LED lampeggiante è che ciascun contatto è sia un catodo che un anodo. Al suo interno ci sono due cristalli che emettono luce con polarità diverse. Se una tale sorgente luminosa è collegata tramite un trasformatore step-down a una rete di corrente alternata, lampeggerà ad una frequenza di 25 volte al secondo.

Per le altre frequenze lampeggianti vengono utilizzati driver speciali. Ora tali diodi non vengono più utilizzati.

Multicolore

LED multicolore: due o più diodi combinati in un unico alloggiamento. Tali modelli hanno un anodo comune e diversi catodi.

Modificando la luminosità di ciascuna matrice attraverso uno speciale driver di potenza, è possibile ottenere qualsiasi luce luminosa.

Quando si utilizzano tali elementi nei circuiti fatti in casa, non dimenticare che cristalli di colore diverso hanno tensioni di alimentazione diverse. Questo punto deve essere preso in considerazione quando si collega un gran numero di sorgenti LED multicolori.

Un'altra opzione è un diodo con un driver integrato. Tali modelli possono essere bicolore con inclusione alternata di ciascun colore. La frequenza di lampeggio è impostata dal driver integrato.

Un'opzione più avanzata è un diodo RGB che cambia colore secondo un programma preinstallato nel chip. In questo caso le possibilità di illuminazione sono limitate solo dalla fantasia del produttore.

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Connessione parallela - diodo zener - Grande Enciclopedia del petrolio e del gas, articolo, pagina 1

Connessione parallela - diodo zener

Pagina 1

Non è consentita la connessione parallela di diodi zener per aumentare la potenza, poiché a causa dell'insufficiente identità delle caratteristiche corrente-tensione dei diodi collegati in parallelo, è impossibile distribuire uniformemente le correnti tra loro. La corrente di stabilizzazione che passa attraverso un diodo può variare da 1 a 30 mA e, pertanto, può compensare una variazione della corrente di carico solo di questa quantità. Pertanto, i limiti di controllo per correnti di carico di centinaia di milliampere sono insufficienti. Per espandere i limiti delle fluttuazioni consentite nella tensione di ingresso e nella corrente di carico, nel circuito di stabilizzazione è incluso un transistor come inseguitore di emettitore.  

Non è consentito il collegamento in parallelo dei diodi Zener.  

Non viene utilizzato il collegamento in parallelo dei diodi Zener, poiché diversi diodi Zener hanno tensioni di accensione e tensioni di stabilizzazione diverse. Di conseguenza, quando viene applicata la tensione, si accende solo un diodo Zener, che ha la tensione più bassa.  

È consentito il collegamento in parallelo di diodi zener a condizione che la corrente di stabilizzazione che passa attraverso ciascun diodo zener sia entro limiti accettabili. Consentito connessione seriale qualsiasi numero di diodi Zener.  

Non viene utilizzata la connessione parallela dei diodi Zener, poiché diverse copie di diodi Zener di questo tipo non hanno le stesse tensioni di accensione. Pertanto, in una connessione parallela, di norma viene acceso solo il diodo Zener con la tensione di accensione più bassa.  

La connessione parallela dei diodi zener è inaccettabile, poiché a causa dell'inevitabile dispersione dei parametri, la corrente del diodo zener con la tensione di rottura più bassa sarà molte volte maggiore delle correnti attraverso i diodi rimanenti.  

Non viene utilizzata la connessione parallela di diodi zener e stabistori, poiché a causa della differenza nelle loro resistenze, la corrente verrà distribuita in modo non uniforme tra loro. Di conseguenza, il diodo Zener con meno resistenza verrà sovraccaricato e lo stabilizzatore sarà inaffidabile durante il funzionamento.  

È consentito il collegamento in parallelo di diodi Zener, a condizione che la corrente di stabilizzazione che passa attraverso ciascun diodo Zener sia entro limiti accettabili. È possibile collegare in serie un numero qualsiasi di diodi Zener.  

Per aumentare la tensione stabilizzata viene utilizzata una connessione in serie di diodi zener; Non viene utilizzata la connessione parallela dei diodi Zener, poiché è impossibile selezionare diodi Zener con parametri assolutamente identici.  

Durante il funzionamento il diodo zener deve essere acceso con la polarità inversa rispetto a quella indicata sull'alloggiamento del diodo zener. La connessione parallela dei diodi Zener è consentita solo a condizione che la corrente di stabilizzazione che passa attraverso ciascun diodo Zener sia entro limiti accettabili.  

È possibile collegare in serie un numero qualsiasi di diodi Zener. Il collegamento in parallelo dei diodi Zener è consentito a condizione che la potenza totale dissipata da tutti i diodi Zener collegati in parallelo non superi la potenza massima di un diodo Zener e che la corrente che scorre attraverso ciascun diodo Zener non superi i valori massimo e minimo.  

È possibile collegare in serie un numero qualsiasi di diodi Zener. Il collegamento in parallelo dei diodi Zener è consentito a condizione che la dissipazione di potenza totale su tutti i diodi Zener collegati in parallelo non superi la dissipazione di potenza massima consentita per un diodo Zener.  

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Come collegare un LED in parallelo, in serie: schemi, descrizioni, sfumature

I diodi emettitori di luce (noti anche come led) sono stati utilizzati attivamente per molti anni sia nella produzione di televisori che come illuminazione principale di una casa o di un appartamento, ma la questione su come collegare correttamente i LED è ancora attuale.

Oggi ce ne sono moltissimi, di potenza variabile (Piranha super luminosi), funzionanti a tensione costante, che possono essere collegati in tre modi:

1. Parallelo.
2. Coerentemente.
3. Combinato.

Esistono anche circuiti appositamente progettati che consentono di collegare il LED a una rete domestica fissa a 220 V. Diamo uno sguardo più da vicino a tutte le opzioni di connessione LED, ai loro vantaggi e svantaggi e a come farlo da soli.

Principi base della connessione

Come accennato in precedenza, la progettazione di un diodo emettitore di luce prevede il collegamento esclusivamente a una fonte di corrente continua. Tuttavia, poiché la parte operativa del LED è un cristallo di silicio semiconduttore, è molto importante mantenere la polarità, altrimenti il ​​LED non emetterà flusso luminoso.

Ogni LED ha documentazione tecnica, che contiene istruzioni e linee guida per collegamento corretto. Se non è presente documentazione, puoi guardare i contrassegni LED. La marcatura ti aiuterà a identificare il produttore e, conoscendo il produttore, potrai trovare la scheda tecnica richiesta, che contiene informazioni sulla connessione. Ecco, questo non è un consiglio complicato.

Come determinare la polarità?

Esistono solo 3 modi per risolvere il problema:

Abbiamo risolto la polarità, ora dobbiamo decidere come collegare il LED alla rete. Per chi non capisce, leggi un articolo dettagliato e interessante sulla determinazione della polarità di un LED. In esso abbiamo raccolto tutti i possibili metodi di controllo e persino l'utilizzo di una batteria.

Metodi di connessione

Convenzionalmente la connessione avviene in 2 modi:

1. Ad una rete stazionaria di frequenza industriale (50Hz) con una tensione di 220V;
2. Ad una rete con una tensione sicura di 12V.

Se è necessario collegare più LED a una fonte di alimentazione, è necessario scegliere una connessione seriale o parallela.

Diamo un'occhiata a ciascuno degli esempi precedenti separatamente.

Collegamento dei LED alla tensione 220V

La prima cosa che devi sapere quando ti connetti a una rete a 220 V è che per un bagliore nominale, una corrente di 20 mA deve passare attraverso il LED e la caduta di tensione ai suoi capi non deve superare 2,2-3 V. Sulla base di ciò, è necessario calcolare il valore del resistore limitatore di corrente utilizzando la seguente formula:

in cui 0,75 è il coefficiente di affidabilità del led, U pit è la tensione della fonte di alimentazione, U pad è la tensione che cade attraverso il diodo emettitore di luce e crea il flusso luminoso, I è la corrente nominale che lo attraversa e R è la resistenza nominale per la regolazione della corrente passante. Dopo opportuni calcoli, il valore della resistenza dovrebbe corrispondere a 30 kOhm.

Tuttavia, non dimenticare che sulla resistenza verrà generata una grande quantità di calore a causa della caduta di tensione. Per questo motivo è inoltre necessario calcolare la potenza di questo resistore utilizzando la formula:

Nel nostro caso, U sarà la differenza tra la tensione di alimentazione e la caduta di tensione ai capi del LED. Dopo opportuni calcoli, per collegare un LED, la potenza della resistenza dovrebbe essere di 2W.

Dopo aver determinato la potenza e la potenza della resistenza, puoi assemblare un circuito per collegare un LED a 220 V. Per un funzionamento affidabile, è necessario installare un diodo aggiuntivo che protegga il diodo emettitore di luce dai guasti quando si verifica una tensione di ampiezza di 315 V (220*√2) sui terminali LED.

Il circuito praticamente non viene utilizzato poiché provoca perdite molto elevate dovute allo sviluppo di calore nella resistenza. Consideriamo di più schema efficace collegamenti a 220 V:

Nello schema, come possiamo vedere, è installato un diodo inverso VD1, che trasmette entrambe le semionde al condensatore C1 con una capacità di 220 nF, sul quale la tensione scende al valore nominale richiesto.

La resistenza R1 con un valore nominale di 240 kOhm scarica il condensatore quando la rete è spenta e non svolge alcun ruolo durante il funzionamento del circuito.

Ma nella maggior parte dei casi si tratta di un modello semplificato per il collegamento dei LED Lampade a LED driver (circuito) già integrato, che converte la tensione alternata di 220 V in tensione continua con un valore di 5-24 V per il loro funzionamento affidabile. Potete vedere il circuito del driver nella foto seguente:

Collegamento dei LED a una rete a 12V

12 volt è una tensione sicura utilizzata in aree particolarmente pericolose. Questi includono bagni, vasche da bagno, fosse di ispezione, strutture sotterranee e altri locali.

Per il collegamento a una sorgente di tensione CC da 12 V, analogamente al collegamento a reti a 220 V, è necessaria una resistenza di smorzamento. Altrimenti, se lo colleghi direttamente alla sorgente, il LED si brucerà istantaneamente a causa della maggiore corrente che lo attraversa.

Il valore nominale di questa resistenza e la sua potenza si calcolano utilizzando le stesse formule:

A differenza dei circuiti a 220V, per collegare un LED ad una rete a 12V è necessaria una resistenza con le seguenti caratteristiche:

• R = 1,3 kOhm;
• P = 0,125 W.

Un altro vantaggio della tensione a 12 V è che nella maggior parte dei casi è già raddrizzata (costante), il che semplifica notevolmente lo schema di collegamento. Si consiglia di installare inoltre uno stabilizzatore di tensione come KREN o equivalente.

Come già sappiamo, un diodo emettitore di luce può essere collegato sia a circuiti a 12 V che a 220 V, tuttavia esistono diverse varianti della loro connessione reciproca:

• Coerente.
• Parallelo.

Connessione seriale

Quando collegati in serie tramite un resistore limitatore di corrente, diversi LED vengono assemblati in una catena e il catodo del precedente viene saldato all'anodo di quello successivo:

Nel circuito, una corrente (20 mA) scorrerà attraverso tutti i LED e il livello di tensione sarà costituito dalla somma della caduta di tensione su ciascuno di essi. Ciò significa che utilizzando questo schema di collegamento non è possibile includere un numero qualsiasi di LED nel circuito, perché è limitato dalla caduta di tensione.

La caduta di tensione è il livello di tensione che un diodo emettitore di luce converte in energia luminosa (bagliore).

Ad esempio, nel circuito la caduta di tensione su un LED sarà di 3 Volt. Ci sono un totale di 3 LED nel circuito. Alimentazione 12V. Consideriamo 3 Volt * 3 led = 9 V - caduta di tensione.

Dopo semplici calcoli, vediamo che non possiamo includere più di 4 LED (3*4=12V) in un circuito di collegamento in parallelo, alimentandoli da una normale batteria per auto(o un'altra fonte con una tensione di 12V).

Se vogliamo connetterci in serie Di più LED, avrai bisogno di un alimentatore di potenza nominale superiore.

Questo schema è stato trovato abbastanza spesso nelle ghirlande degli alberi di Natale, tuttavia, a causa di uno svantaggio significativo, le moderne ghirlande a LED utilizzano una connessione mista. Vedremo quale è lo svantaggio di seguito.

Svantaggi del collegamento a margherita

1. Se almeno un elemento si guasta, l'intero circuito diventa inoperativo;
2. Per alimentare un gran numero di LED è necessaria una sorgente ad alta tensione.

Connessione parallela

In questa situazione, tutto accade al contrario. Ogni LED ha lo stesso livello di tensione e la corrente è la somma delle correnti che li attraversano.

In seguito a quanto sopra, concludiamo che se disponiamo di una sorgente a 12 V e 10 LED, l'alimentatore deve sopportare un carico di 0,2 A (10 * 0,002).

Sulla base dei calcoli di cui sopra, per una connessione parallela sarà necessario un resistore limitatore di corrente con un valore nominale di 2,4 Ohm (12 * 0,2).

Questo è un profondo malinteso!!! Perché? Troverai la risposta qui sotto

Le caratteristiche di ogni LED, anche della stessa serie e lotto, sono sempre diverse. In altre parole: affinché uno si accenda è necessario far passare attraverso di esso una corrente con un valore nominale di 20 mA, e per l'altro questo valore nominale potrebbe già essere 25 mA.

Pertanto, se nel circuito è installata una sola resistenza, il cui valore nominale è stato calcolato in precedenza, attraverso i LED fluiranno correnti diverse, che causeranno il surriscaldamento e il guasto dei LED progettati per un valore nominale di 18 mA e di quelli più potenti brillerà solo al 70% del valore nominale.

Sulla base di quanto sopra, vale la pena capire che quando si collega in parallelo è necessario installare una resistenza separata per ciascuno.

Svantaggi del collegamento in parallelo:

1. Un gran numero di elementi;
2. Quando un diodo si guasta, il carico sugli altri aumenta.

Collegamento misto

Questo metodo di connessione è il più ottimale. Tutti vengono raccolti secondo questo principio. Strisce LED. Implica una combinazione di connessioni parallele e seriali. Puoi vedere come è fatto nella foto:

Il circuito prevede il collegamento in parallelo non di singoli LED, ma di catene seriali di essi. Di conseguenza, anche se una o più catenelle si guastano, la ghirlanda o la striscia LED continuerà a brillare allo stesso modo.

Abbiamo esaminato i principali metodi di connessione LED semplici. Ora diamo un'occhiata ai metodi per collegare i LED ad alta potenza e quali problemi potresti riscontrare se collegati in modo errato.

Come collegare un LED potente?

Affinché i potenti diodi emettitori di luce funzionino, proprio come quelli semplici, abbiamo bisogno di una fonte di energia. Tuttavia, a differenza della versione precedente, dovrebbe essere molto più potente.

Per illuminare un potente LED da 1 W, la fonte di alimentazione deve sopportare almeno 350 mA di carico. Se la potenza nominale è 5 W, la fonte di alimentazione CC deve sopportare un carico di corrente di almeno 1,4 A.

Per il corretto funzionamento di un LED ad alta potenza è necessario utilizzare uno stabilizzatore di tensione integrato di tipo LM, che lo protegga dai picchi di tensione.

Se è necessario collegare non uno, ma diversi LED potenti, ti consigliamo di familiarizzare con le regole per la connessione seriale e parallela, descritte sopra.

Errori di connessione

Video

Errori di connessione possono portare a conseguenze spiacevoli, dalla semplice rottura dei LED all'autolesionismo. Pertanto, consigliamo vivamente di guardare un video in cui vengono discussi gli errori comuni.

Conclusione

Dopo aver letto l'articolo, possiamo concludere che tutti i LED, indipendentemente dalla tensione operativa, sono sempre collegati in parallelo o in serie: un corso di fisica scolastica. Vale inoltre la pena ricordare che nessun LED è collegato direttamente alla rete 220V; nello schema di collegamento è necessario utilizzare sempre gli elementi di protezione; Il tipo di elementi di protezione utilizzati dipende dal tipo di diodo emettitore di luce collegato.

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Diodo zener TL 431, circuiti di commutazione, caratteristiche del regolatore

TL 431 è un regolatore di tensione shunt programmabile. Sebbene questo circuito integrato abbia iniziato a essere prodotto alla fine degli anni '70, non perde ancora la sua posizione nel mercato ed è popolare tra i radioamatori e i grandi produttori di apparecchiature elettriche. La scheda di questo stabilizzatore programmabile contiene una fotoresistenza, un sensore di misurazione della resistenza e un termistore. I TL 431 sono ampiamente utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni. elettrodomestici attrezzature domestiche e industriali. Molto spesso, questo diodo Zener integrato si trova negli alimentatori per computer, televisori, stampanti e caricabatterie per batterie telefoniche agli ioni di litio.

Diodo zener integrato TL 431

Caratteristiche principali del riferimento di tensione programmabile TL 431

• ​Nominale tensione operativa uscita da 2,5 a 36 V;
• Corrente di uscita fino a 100 mA;
• Potenza 0,2 Watt;
• Campo di temperatura di funzionamento per TL 431C da 0° a 70°;
• L'intervallo di temperatura operativa per TL 431A va da -40° a +85°.

La precisione del circuito integrato TL 431 è indicata dalla sesta lettera nella designazione:

• Precisione senza lettera – 2%;
• Lettera A – 1%;
• Lettera B – 0,5%.

Il suo utilizzo diffuso è dovuto al prezzo basso, al fattore di forma universale, all'affidabilità e alla buona resistenza ai fattori ambientali aggressivi. Ma va anche notato la precisione di questo regolatore di tensione. Ciò gli ha permesso di occupare una nicchia nei dispositivi microelettronici.

Lo scopo principale del TL 431 è stabilizzare la tensione di riferimento nel circuito. A condizione che la tensione all'ingresso della sorgente sia inferiore alla tensione di riferimento nominale, il transistor nel modulo programmabile sarà chiuso e la corrente che passa tra il catodo e l'anodo non supererà 1 mA. Se la tensione di uscita supera il livello programmato, il transistor si aprirà e corrente elettrica potrà passare liberamente dal catodo all'anodo.

Schema elettrico TL 431

A seconda della tensione operativa del dispositivo, il circuito di collegamento sarà costituito da un convertitore ed espansore monostadio (per dispositivi da 2,48 V) o da un modulatore di piccola capacità (per dispositivi da 3,3 V). Inoltre, per ridurre il rischio di cortocircuito, nel circuito, solitamente dietro il diodo zener, viene installato un fusibile. Il collegamento fisico è influenzato dal fattore di forma del dispositivo in cui verrà posizionato il circuito TL 431 e dalle condizioni ambientali (principalmente la temperatura).

Stabilizzatore basato su TL 431

Lo stabilizzatore più semplice basato sul TL 431 è uno stabilizzatore parametrico. Per fare ciò, è necessario includere due resistori R 1, R 2 nel circuito attraverso i quali è possibile impostare la tensione di uscita per TL 431 utilizzando la formula: U out = Vref (1 + R 1/ R 2). Come si può vedere dalla formula qui, la tensione di uscita sarà direttamente proporzionale al rapporto tra R 1 e R 2. Il circuito integrato manterrà la tensione a 2,5 V. Per il resistore R 1, il valore di uscita viene calcolato come segue: R 1 = R 2 (U fuori / Vref - 1).

Questo circuito regolatore viene generalmente utilizzato negli alimentatori a tensione fissa o variabile. Tali stabilizzatori di tensione sul TL 431 si trovano in stampanti, plotter e alimentatori industriali. Se è necessario calcolare la tensione per alimentatori fissi, utilizziamo la formula Vo = (1 + R 1/ R 2) Vref.

Relè temporizzatore

Le caratteristiche di precisione del TL 431 ne consentono un utilizzo diverso da quello previsto. Dato che la corrente di ingresso di questo stabilizzatore regolabile è compresa tra 2 e 4 μA, è possibile assemblare un relè temporaneo utilizzando questo chip. Il ruolo di un timer sarà svolto da R1, che inizierà a caricarsi gradualmente dopo l'apertura dei contatti S 1 C 1. Quando la tensione all'uscita dello stabilizzatore raggiunge 2,5 V, il transistor DA1 sarà aperto, inizierà la corrente fluire attraverso i LED del fotoaccoppiatore PC 817 e la fotoresistenza aperta chiuderà il circuito.

Stabilizzatore termico basato su TL 431

Le caratteristiche tecniche del TL 431 consentono di creare stabilizzatori di corrente termicamente stabili basati su di esso. In cui il resistore R2 funge da shunt feedback, su di esso viene mantenuto costantemente il valore di 2,5 V. Di conseguenza, il valore della corrente di carico verrà calcolato utilizzando la formula In = 2,5/R2.

Pinout e verifica di funzionalità del TL 431

Il fattore di forma del TL 431 e la sua piedinatura dipenderanno dal produttore. Ci sono opzioni nei vecchi casi TO-92 e nei nuovi SOT-23. Non dimenticare l'analogo domestico: KR142EN19A, anch'esso molto diffuso sul mercato. Nella maggior parte dei casi, la piedinatura viene applicata direttamente alla scheda. Tuttavia, non tutti i produttori lo fanno e in alcuni casi dovrai cercare informazioni sui pin nella scheda tecnica di un particolare dispositivo.

TL 431 è un circuito integrato ed è composto da 10 transistor. Per questo motivo è impossibile controllarlo con un multimetro. Per verificare la funzionalità del chip TL 431, è necessario utilizzare un circuito di prova. Naturalmente spesso non ha senso cercare un elemento bruciato ed è più semplice sostituire l'intero circuito.

Programmi di calcolo per TL 431

Esistono molti siti su Internet in cui è possibile scaricare programmi di calcolo per calcolare i parametri di tensione e corrente. Possono indicare i tipi di resistori, condensatori, microcircuiti e altri componenti del circuito. I calcolatori TL 431 sono disponibili anche online; non sono funzionali come i programmi installati, ma se avete bisogno solo dell'input/output e dei valori massimi del circuito, allora faranno fronte a questo compito.

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Come collegare un LED a 220V: schemi, errori, sfumature, video

Tipicamente i LED vengono collegati alla 220V tramite un driver studiato per le loro caratteristiche. Ma se è necessario collegare solo un LED a bassa potenza, ad esempio come indicatore, l'utilizzo di un driver diventa poco pratico. In questi casi sorge la domanda: come collegare il LED a 220 V senza blocco aggiuntivo nutrizione.

Nozioni di base sul collegamento a 220 V

A differenza del driver, che alimenta il LED con corrente continua e una tensione relativamente bassa (da poche a decine di volt), la rete produce una tensione alternata sinusoidale con una frequenza di 50 Hz e un valore medio di 220 V. Dal momento che Il LED fa passare la corrente solo in una direzione, si illumina solo su determinate semionde:

Cioè, con questo alimentatore il LED non si accende costantemente, ma lampeggia ad una frequenza di 50 Hz. Ma a causa dell'inerzia della visione umana, questo non è così evidente.

Allo stesso tempo la tensione polarità inversa, sebbene non faccia illuminare il LED, è comunque applicato su di esso e può danneggiarlo se non vengono adottate misure protettive.

Metodi per collegare un LED a una rete 220 V

Il modo più semplice (leggi tutti i modi possibili per collegare un LED) è collegarlo utilizzando un resistore di spegnimento collegato in serie al LED. Va tenuto presente che 220 V è il valore efficace di U nella rete. Il valore dell'ampiezza è 310 V e deve essere preso in considerazione nel calcolo della resistenza del resistore.

Inoltre, è necessario proteggere il diodo emettitore di luce dalla tensione inversa della stessa entità. Questo può essere fatto in diversi modi.

Collegamento in serie di un diodo con un'elevata tensione di rottura inversa (400 V o più).

Diamo un'occhiata allo schema di collegamento in modo più dettagliato.

Il circuito utilizza un diodo raddrizzatore 1N4007 con una tensione inversa di 1000 V. Quando si cambia la polarità, tutta la tensione verrà applicata ad esso e il LED sarà protetto dai guasti.

Questa opzione di connessione è chiaramente mostrata in questo video:

Descrive inoltre come determinare la posizione dell'anodo e del catodo di un LED standard a bassa potenza e calcolare la resistenza del resistore di spegnimento.

Bypassare un LED con un diodo convenzionale.

Qualsiasi diodo a bassa potenza collegato fianco a fianco al LED andrà bene in questo caso. In questo caso, la tensione inversa verrà applicata al resistore di spegnimento, perché il diodo si accende nella direzione in avanti.

Collegamento back-to-back di due LED:

Lo schema di collegamento è simile al seguente:

Il principio è simile al precedente, solo che qui i diodi emettitori di luce bruciano ciascuno nella propria sezione della sinusoide, proteggendosi a vicenda dai guasti.

Si prega di notare che il collegamento di un LED a un alimentatore da 220 V senza protezione comporta il suo rapido guasto.

Gli schemi per il collegamento a 220 V utilizzando un resistore di spegnimento presentano un grave inconveniente: una grande quantità di potenza viene rilasciata sul resistore.

Ad esempio, nei casi considerati, viene utilizzato un resistore con una resistenza di 24 Kom, che ad una tensione di 220 V fornisce una corrente di circa 9 mA. Pertanto la potenza dissipata dal resistore è:

9 * 9 * 24 = 1944 mW, circa 2 W.

Cioè, per un funzionamento ottimale avrai bisogno di un resistore con una potenza di almeno 3 W.

Se ci sono più LED e consumano più corrente, la potenza aumenterà in proporzione al quadrato della corrente, il che renderà poco pratico l'uso di un resistore.

L'uso di un resistore di potenza insufficiente porta al suo rapido surriscaldamento e guasto, che può causare un cortocircuito nella rete.

In questi casi, un condensatore può essere utilizzato come elemento limitatore di corrente. Il vantaggio di questo metodo è che sul condensatore non viene dissipata potenza poiché la sua resistenza è reattiva.

Di seguito è mostrato uno schema tipico per il collegamento di un diodo emettitore di luce a una rete da 220 V utilizzando un condensatore. Poiché il condensatore, dopo aver spento l'alimentazione, può trattenere una carica residua pericolosa per l'uomo, deve essere scaricato utilizzando la resistenza R1. R2 protegge l'intero circuito dai picchi di corrente attraverso il condensatore quando l'alimentazione è accesa. VD1 protegge il LED dalla tensione di polarità inversa.

Il condensatore deve essere non polare, progettato per una tensione di almeno 400 V.

L'uso di condensatori polari (elettrolita, tantalio) in una rete a corrente alternata è inaccettabile, perché la corrente che li attraversa nella direzione opposta distrugge la loro struttura.

La capacità del condensatore si calcola utilizzando la formula empirica:

dove U è la tensione di ampiezza della rete (310 V),

I – corrente che passa attraverso il LED (in milliampere),

Ud – caduta di tensione attraverso il led nella direzione in avanti.

Diciamo che devi collegare un LED con una caduta di tensione di 2 V con una corrente di 9 mA. Sulla base di ciò, calcoliamo la capacità del condensatore quando colleghiamo uno di questi LED alla rete:

Questa formula è valida solo per una frequenza di fluttuazione della tensione di 50 Hz. Per le altre frequenze sarà necessario ricalcolare il fattore 4,45.

Le sfumature della connessione a una rete 220 V

Quando si collega un LED ad una rete a 220V, ci sono alcune caratteristiche legate alla quantità di corrente che passa. Ad esempio, nei comuni interruttori retroilluminati, il LED viene acceso secondo il circuito riportato di seguito:

Come puoi vedere, qui non ci sono diodi protettivi e il valore del resistore è scelto in modo tale da limitare la corrente diretta del LED a circa 1 mA. Il carico della lampada funge anche da limitatore di corrente. Con questo schema di connessione, il LED si illuminerà debolmente, ma abbastanza per vedere l'interruttore nella stanza di notte. Inoltre, la tensione inversa verrà applicata principalmente al resistore quando l'interruttore è aperto e il diodo emettitore di luce sarà protetto dai guasti.

Se è necessario collegare più LED a 220 V, è possibile accenderli in serie secondo un circuito con condensatore di spegnimento:

In questo caso tutti i LED devono essere progettati per stessa corrente per una luminosità uniforme.

È possibile sostituire il diodo di bypass con una connessione LED back-to-back:

Il collegamento parallelo (non back-to-back) dei LED alla rete è inaccettabile, poiché se un circuito si guasta, nell'altro scorrerà il doppio della corrente, causando la bruciatura dei LED e un successivo cortocircuito.

In questo video sono descritte molte altre opzioni per la connessione inaccettabile di diodi emettitori di luce a una rete da 220 V:

Ecco perché non puoi:

• accendere direttamente il LED;
• collegare in serie LED progettati per correnti diverse;
• accendere il LED senza protezione dalla tensione inversa.

Sicurezza della connessione

Quando si collega a 220 V, è necessario tenere presente che l'interruttore della luce solitamente apre il filo di fase. Zero in questo caso viene eseguito in comune in tutta la stanza. Inoltre, la rete elettrica spesso non ne ha messa a terra protettiva, quindi anche sul filo neutro c'è una certa tensione rispetto a terra. Va inoltre tenuto presente che in alcuni casi il filo di terra è collegato a radiatori o tubi dell'acqua. Pertanto, con il contatto umano simultaneo con la fase e la batteria, soprattutto quando lavori di installazione nel bagno c'è il rischio che ci sia sottotensione tra fase e terra.

A questo proposito, quando ci si connette alla rete, è meglio disconnettere sia lo zero che la fase utilizzando una macchina batch per evitare scosse elettriche quando si toccano i fili sotto tensione della rete.

Conclusione

È consigliabile utilizzare i metodi qui descritti per collegare i LED a una rete da 220 V solo quando si utilizzano diodi emettitori di luce a bassa potenza per scopi di illuminazione o indicazione. I LED potenti non possono essere collegati in questo modo perché sono instabili. tensione di rete porta al loro rapido degrado e fallimento. In questi casi, è necessario utilizzare alimentatori LED specializzati: driver.

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TL431, che razza di “bestia” è questa? - Per principianti - Teoria

Nikolaj Petrushov Riso. 1TL431. TL431 è stato creato alla fine degli anni '70 ed è ancora ampiamente utilizzato nell'industria e nelle attività radioamatoriali, ma nonostante la sua considerevole età, non tutti i radioamatori hanno familiarità con questo meraviglioso caso e le sue capacità dilettanti con questo microcircuito. Per prima cosa, diamo un'occhiata a cosa c'è al suo interno e passiamo alla documentazione del microcircuito, la "scheda tecnica" (a proposito, gli analoghi di questo microcircuito sono KA431 e i nostri microcircuiti KR142EN19A, K1156ER5x e al suo interno ci sono circa una dozzina di transistor e solo tre uscite, quindi cos'è questo? Riso. 2 Dispositivo TL431. Si scopre che tutto è molto semplice. All'interno è presente un amplificatore operazionale convenzionale (triangolo nello schema a blocchi) con un transistor di uscita e una sorgente di tensione di riferimento. Solo qui questo circuito svolge un ruolo leggermente diverso, vale a dire il ruolo di un diodo zener. È chiamato anche "Diodo Zener controllato". Come funziona Osserva il diagramma a blocchi del TL431 nella Figura 2. Dal diagramma puoi vedere che l'amplificatore operazionale ha una sorgente di tensione di riferimento incorporata (molto stabile) di 2,5. volt (quadratino) collegati all'ingresso inverso, un ingresso diretto (R), un transistor all'uscita dell'amplificatore operazionale, un collettore (K) e un emettitore (A), che sono combinati con i terminali di alimentazione di l'amplificatore e un diodo di protezione contro l'inversione di polarità. La corrente di carico massima di questo transistor è fino a 100 mA, la tensione massima è fino a 36 volt. Riso. 3 Piedinatura TL431. Ora, usando l'esempio di un semplice circuito mostrato nella Figura 4, diamo un'occhiata a come funziona. Sappiamo già che all'interno del microcircuito è incorporata una sorgente di tensione di riferimento: 2,5 volt. Nelle prime versioni di microcircuiti, chiamate TL430, la tensione della sorgente integrata era di 3 volt, nelle versioni successive raggiunge 1,5 volt, ciò significa che affinché il transistor di uscita si apra, è necessario applicare a poca tensione all'ingresso (R) dell'amplificatore operazionale superiore ai 2,5 volt di riferimento (il prefisso “leggermente” può essere omesso, poiché la differenza è di diversi millivolt e in futuro supporremo che debba essere applicata una tensione pari al riferimento all'ingresso), quindi apparirà una tensione all'uscita dell'amplificatore operazionale e il transistor di uscita si aprirà Se Per dirla semplicemente, TL431 è qualcosa come un transistor ad effetto di campo (o semplicemente un transistor), che si apre quando un. al suo ingresso viene applicata una tensione di 2,5 volt (o più). La soglia di apertura-chiusura del transistor di uscita è qui molto stabile grazie alla presenza di una sorgente di tensione di riferimento stabile incorporata. Riso. 4 Schema su TL431. Dallo schema (Fig. 4) è chiaro che all'ingresso R del microcircuito TL431 è collegato un partitore di tensione composto dai resistori R2 e R3, il resistore R1 limita la corrente del LED Poiché i resistori del divisore sono gli stessi (l'alimentatore la tensione è divisa a metà), il transistor di uscita dell'amplificatore (TL) -ki) si aprirà quando la tensione della fonte di alimentazione è pari o superiore a 5 volt (5/2=2,5). In questo caso, 2,5 volt verranno forniti all'ingresso R dal divisore R2-R3, ovvero il nostro LED si accenderà (il transistor di uscita si aprirà) quando la tensione della fonte di alimentazione sarà pari o superiore a 5 volt. Si spegnerà di conseguenza quando la tensione della fonte è inferiore a 5 volt. Se si aumenta la resistenza del resistore R3 nel braccio divisore, sarà necessario aumentare la tensione della fonte di alimentazione a più di 5 volt, in modo che la tensione della fonte di alimentazione sia inferiore a 5 volt. la tensione all'ingresso R del microcircuito fornito dal divisore R2-R3 ha nuovamente raggiunto i 2,5 volt e il transistor di uscita TL-ki si è aperto. Si scopre che se questo partitore di tensione (R2-R3) è collegato all'uscita dell'alimentatore e il catodo del TL-ki alla base o al gate del transistor di controllo dell'alimentatore, quindi cambiando i bracci del divisore, ad esempio modificando il valore di R3, sarà possibile modificare la tensione di uscita di questo alimentatore, perché allo stesso tempo cambierà anche la tensione di stabilizzazione TL (tensione di apertura del transistor di uscita) - che cioè, otterremo un diodo zener controllato Oppure, se selezioni un divisore senza modificarlo in futuro, puoi fissare rigorosamente la tensione di uscita dell'alimentatore a un determinato valore. Conclusione; - se il microcircuito viene utilizzato come diodo zener (il suo scopo principale), selezionando le resistenze del divisore R2-R3 possiamo realizzare un diodo zener con qualsiasi tensione di stabilizzazione nell'intervallo 2,5 - 36 volt (limite massimo secondo la "scheda tecnica"). La tensione di stabilizzazione è di 2,5 volt - risulta senza divisore, se l'ingresso del TL è collegato al suo catodo, cioè i pin 1 e 3 sono cortocircuitati. Quindi sorgono altre domande. È possibile, ad esempio, sostituire il TL431 con un normale amplificatore operazionale - È possibile solo se si desidera progettarlo, ma sarà necessario assemblare la propria sorgente di tensione di riferimento da 2,5 volt e fornire alimentazione all'operativo? -amp separatamente dal transistor di uscita, poiché il suo consumo di corrente può aprire l'attuatore. In questo caso potete rendere la tensione di riferimento quella che volete (non necessariamente 2,5 volt), poi dovrete ricalcolare la resistenza del partitore utilizzato in abbinamento al TL431, in modo che ad una data tensione in uscita dell'alimentatore, la tensione fornita all'ingresso del microcircuito è uguale al riferimento. Un'altra domanda: è possibile utilizzare il TL431 come un normale comparatore e costruirci sopra, ad esempio, un termostato o qualcosa di simile? È possibile, ma poiché differisce da un comparatore convenzionale in presenza di una sorgente di tensione di riferimento incorporata, il circuito risulterà molto più semplice. Ad esempio questo; Riso. 5 Termostato su TL431. Qui il termistore (termistore) è un sensore di temperatura e diminuisce la sua resistenza all'aumentare della temperatura, ad es. ha un TCR negativo (coefficiente di resistenza alla temperatura). Termistori con TCS positivo, ad es. la cui resistenza aumenta con l'aumentare della temperatura sono chiamati positori. In questo termostato, quando la temperatura supera un livello impostato (regolato da un resistore variabile), funzionerà un relè o un attuatore e i contatti spegneranno il carico (elementi riscaldanti). ), o, ad esempio, accendere le ventole a seconda dell'attività .Questo circuito ha una piccola isteresi e per aumentarla è necessario introdurre un OOS tra i pin 1-3, ad esempio un resistore di trimming di 1,0 - 0,5 mOhm e il suo valore viene selezionato sperimentalmente in base all'isteresi richiesta. Se è necessario che l'attuatore si attivi quando la temperatura diminuisce, è necessario scambiare il sensore e i regolatori, ovvero il termistore deve essere incluso nel braccio superiore. e la resistenza variabile con resistore - nel braccio inferiore. E in conclusione, puoi facilmente capire come funziona il microcircuito TL431 nel circuito di un potente alimentatore per ricetrasmettitore, come mostrato nella Figura 6, e quale ruolo hanno i resistori R8 e. R9 vengono riprodotti qui e come vengono selezionati. Elenco degli elementi dello schema elettrico Elenco degli elementi dello schema elettrico

Lo stabilizzatore parallelo più semplice è costituito da un resistore di zavorra collegato in serie tra la fonte di alimentazione e il carico e un diodo zener che devia il carico su un filo comune (“a terra”). Può essere pensato come un partitore di tensione che utilizza un diodo zener come lato basso. La differenza tra la tensione di alimentazione e la tensione di rottura del diodo Zener si riduce attraverso il resistore di zavorra e la corrente di alimentazione che lo attraversa si ramifica nella corrente di carico e nella corrente del diodo Zener. Stabilizzatori di questo tipo sono detti parametrici: stabilizzano la tensione a causa della non linearità della caratteristica corrente-tensione del diodo zener e non utilizzano circuiti di retroazione.

Il calcolo di uno stabilizzatore parametrico su diodi Zener a semiconduttore è simile al calcolo di uno stabilizzatore su dispositivi riempiti di gas, con una differenza significativa: i diodi Zener riempiti di gas sono caratterizzati da un'isteresi della tensione di soglia. Quando è presente un carico capacitivo, il diodo zener riempito di gas si autoeccita, quindi i progetti di tali stabilizzatori di solito non contengono filtri capacitivi e il progettista non ha bisogno di tenere conto dei processi transitori in questi filtri. Negli stabilizzatori basati su diodi zener a semiconduttore, non è presente isteresi, i condensatori di filtro sono collegati direttamente ai terminali del diodo zener e al carico - di conseguenza, il progettista deve tenere conto della sovracorrente di carica (scarica) di questi; condensatori quando si accende (spegne) l'alimentazione. I casi peggiori in cui è probabile che gli elementi stabilizzatori falliscano o che la stabilizzazione fallisca sono:

• Fornire la massima tensione di alimentazione possibile all'ingresso dello stabilizzatore in caso di cortocircuito dell'uscita dello stabilizzatore al filo comune, ad esempio durante la carica di un condensatore scarico collegato direttamente all'uscita dello stabilizzatore o in caso di un guasto catastrofico del diodo zener. La dissipazione di potenza consentita della resistenza di zavorra deve essere sufficiente per resistere a tale cortocircuito. In caso contrario, è probabile che la resistenza di zavorra venga distrutta.
• Fornire la massima tensione di alimentazione possibile all'ingresso dello stabilizzatore quando il carico è scollegato dall'uscita dello stabilizzatore. La corrente consentita del diodo Zener deve superare la corrente calcolata attraverso il resistore di zavorra, determinata dalla legge di Ohm. Altrimenti, se il cristallo del diodo Zener viene riscaldato oltre i +175 °C, il diodo Zener viene distrutto. Conformità all'area passaporti lavoro sicuro importante per i diodi zener quanto per i transistor.
• Il carico seleziona la corrente massima possibile quando all'ingresso dello stabilizzatore viene fornita la tensione di alimentazione minima possibile. La resistenza del resistore di zavorra deve essere sufficientemente piccola in modo che, anche in queste condizioni, la corrente attraverso il resistore superi la corrente di carico di una quantità pari alla corrente minima consentita del diodo zener. Altrimenti, la corrente del diodo zener viene interrotta e la stabilizzazione si interrompe.

In pratica, spesso risulta impossibile soddisfare tutte e tre le condizioni, sia per motivi di costo dei componenti, sia per la gamma limitata di correnti operative del diodo Zener. Innanzitutto si può sacrificare la condizione di protezione dal cortocircuito, affidandola a fusibili o circuiti di protezione a tiristori, oppure affidarsi alla resistenza interna dell'alimentatore, che non gli permetterà di produrre sia la tensione massima che corrente massima contemporaneamente.

Collegamento in serie e parallelo

Nella documentazione dei diodi zener di fabbricazione estera, di solito non viene considerata la possibilità della loro connessione seriale o parallela. Nella documentazione dei diodi zener sovietici ci sono due formulazioni:

• per piccoli e media potenzaè consentita la “connessione in serie o in parallelo di un numero qualsiasi di diodi zener” [della stessa serie];
• per dispositivi di media e alta potenza“È consentito un collegamento in serie di un numero qualsiasi di diodi zener [della stessa serie]. Il collegamento in parallelo è consentito a condizione che la potenza dissipata totale su tutti i diodi Zener collegati in parallelo non superi la potenza massima consentita per un diodo Zener."

Collegamento in serie di diodi zener diverso la serie è possibile a condizione che le correnti operative della catena in serie rientrino nei campi di corrente nominale di stabilizzazione ogni serie usate. Non è necessario shuntare i diodi Zener con resistori di equalizzazione ad alta resistenza, come avviene nelle colonne raddrizzatori. È possibile "qualsiasi numero" di diodi Zener collegati in serie, ma in pratica è limitato dalle condizioni tecniche per la sicurezza elettrica dei dispositivi ad alta tensione. In base a queste condizioni, quando si selezionano i diodi zener secondo TKN e la loro termostatazione, è possibile costruire standard di tensione ad alta tensione di precisione. Ad esempio, negli anni '90, il diodo zener standard da 1 milione di V, costruito dalla società russa Megavolt-Metrology per l'istituto energetico canadese IREQ, aveva i migliori indicatori di stabilità al mondo. L'errore principale di questa installazione non ha superato i 20 ppm e l'instabilità della temperatura non è stata superiore a 2,5 ppm nell'intero intervallo di temperature operative.

Diodo Zener composito

Se il circuito richiede la rimozione dal diodo zener di correnti e potenze superiori a quelle consentite secondo specifiche tecniche, quindi un amplificatore buffer CC viene collegato tra il diodo zener e il carico. Nel circuito del "diodo zener composito", la giunzione del collettore del singolo transistor di amplificazione della corrente è collegata in parallelo al diodo zener e la giunzione dell'emettitore è in serie con il diodo zener. La resistenza che imposta la polarizzazione del transistor è selezionata in modo che il transistor si apra dolcemente con una corrente del diodo zener approssimativamente uguale alla sua corrente nominale stabilizzazione. Ad esempio, con I st.nom. =5 mA e U be.min. =500 mV di resistenza R=500 mV/5 mA=100 Ohm, e la tensione sul “diodo zener composito” è pari alla somma di U st.nom. e tu sarai.min. . A correnti elevate, il transistor si apre e devia il diodo zener e la corrente del diodo zener aumenta leggermente - di una quantità pari alla corrente di base del transistor, quindi, in prima approssimazione, la resistenza differenziale del circuito diminuisce di un fattore (- guadagno corrente del transistor). Il TKN del circuito è uguale alla somma algebrica del TKN del diodo zener a I st.nom. e TKN di un diodo polarizzato direttamente (circa -2 mV/°C), e la sua area di funzionamento sicuro in pratica è limitata dall'OBR del transistor utilizzato.

Il circuito zener composto non è progettato per funzionare con "corrente diretta", ma può essere facilmente convertito in circuito a doppia estremità ("zener a due nodi") utilizzando un ponte a diodi.

Circuito base di un regolatore serie

Il circuito più semplice di uno stabilizzatore in serie contiene anche solo un diodo zener, un transistor e una resistenza di zavorra, ma il transistor in esso contenuto è collegato secondo un circuito con un collettore comune (inseguitore di emettitore). Il coefficiente di temperatura di tale stabilizzatore è uguale all'algebrico differenza U st.nom. Diodo Zener e U be.min. transistor; per neutralizzare l'influenza di U boe.min. nei circuiti pratici, un diodo VD2 collegato direttamente è collegato in serie al diodo zener. La caduta di tensione minima sul transistor di controllo può essere ridotta sostituendo il resistore di zavorra con un generatore di corrente a transistor.

Moltiplicazione della tensione di stabilizzazione

Per stabilizzare una tensione che supera la tensione massima dei tipici diodi zener di piccole dimensioni, è possibile assemblare un "diodo zener ad alta tensione" composito, ad esempio comporre una tensione di 200 V da diodi zener collegati in serie di 90, 90 e 20 V. Ma allo stesso tempo, la tensione di rumore e l'instabilità di un tale circuito potrebbero essere inaccettabili se elevate e il filtraggio del rumore del circuito ad alta tensione richiederà condensatori costosi e massicci. Essenzialmente migliori caratteristiche ha un circuito che moltiplica la tensione di un singolo diodo zener a bassa tensione e basso rumore per una tensione di 5...7 V. In questo circuito, così come in un diodo zener convenzionale con compensazione della temperatura, la tensione di riferimento è pari alla somma della tensione di rottura del diodo zener e della tensione di giunzione base-emettitore del transistor bipolare. Il fattore di moltiplicazione della tensione di riferimento è determinato dal divisore R2-R3. Il fattore di moltiplicazione effettivo è leggermente maggiore di quello calcolato a causa della corrente che si dirama nella base del transistor.

Per motivi di sicurezza e facilità di installazione, è più conveniente utilizzare un transistor PNP in uno stabilizzatore di tensione positivo e un transistor NPN in uno stabilizzatore di tensione negativo. In queste configurazioni, il collettore del transistor di potenza è collegato elettricamente a terra e può essere montato direttamente sullo chassis senza cuscinetti isolanti. Per motivi di disponibilità e costi, è più semplice ed economico utilizzare transistor NPN negli stabilizzatori di qualsiasi polarità. A tensioni e correnti tipiche degli amplificatori a valvole, la capacità del condensatore che devia il diodo zener dovrebbe essere di diverse migliaia di microfarad. Inoltre, non solo filtra il rumore a bassa frequenza del diodo zener, ma garantisce anche un aumento graduale della tensione all'avvio del circuito. Di conseguenza, quando l'alimentazione è accesa, il carico termico alla resistenza in serie R1.

ION su un diodo Zener compensato in temperatura

I diodi zener con compensazione della temperatura vengono generalmente alimentati con corrente continua da un transistor o da una sorgente di corrente integrata. Non ha senso utilizzare un circuito base con un resistore di zavorra, poiché anche quando il circuito è alimentato con una tensione stabilizzata, l'instabilità della corrente sarà inaccettabilmente elevata. I diodi Zener a bassa corrente per una corrente di 1 mA sono solitamente alimentati da sorgenti di corrente basate su transistor bipolari, transistor ad effetto di campo con una giunzione p-n, i diodi Zener per una corrente di 10 mA sono solitamente alimentati da sorgenti di corrente basate su transistor MOS con un canale integrato in modalità di esaurimento. I generatori di corrente integrati della famiglia LM134/LM334 consentono correnti fino a 10 mA, ma non sono consigliati per l'uso in circuiti con correnti superiori a 1 mA a causa dell'elevata instabilità della temperatura (+0,336%/°C).

Carichi ad alta resistenza con resistenza costante e relativamente stabile dal punto di vista termico possono essere collegati direttamente ai terminali del diodo zener. In altri casi, tra il diodo zener e il carico è collegato un amplificatore buffer che utilizza un amplificatore operazionale di precisione o transistor bipolari discreti. In circuiti di questo tipo ben progettati, che sono stati sottoposti a un addestramento elettrico e termico a lungo termine, instabilità durante il funzionamento a lungo termineè di circa 100 ppm al mese - significativamente superiore allo stesso indicatore per gli IONI integrali di precisione.

Generatore di rumore bianco con diodo Zener

Il rumore intrinseco del diodo zener a valanga ha uno spettro vicino allo spettro del rumore bianco. Nei diodi zener da 9...12 V il livello di rumore è sufficientemente elevato da poter essere utilizzato per la generazione di rumore mirata. La gamma di frequenza di un tale generatore è determinata dalla larghezza di banda dell'amplificatore di tensione e può estendersi fino a centinaia di MHz. Le illustrazioni sopra mostrano due possibili realizzazioni di amplificatori: nel primo caso, la frequenza limite superiore dell'amplificatore (1 MHz) è fissata dalla capacità C2, nel secondo è determinata dalla larghezza di banda degli amplificatori integrati (900 MHz) e la qualità dell'installazione.

Il livello di rumore di un particolare diodo Zener è difficilmente prevedibile e può essere determinato solo sperimentalmente. Alcune delle prime serie di diodi zener erano caratterizzate da livelli di rumore particolarmente elevati, ma con il miglioramento della tecnologia furono sostituiti da dispositivi a basso rumore. Pertanto, nei prodotti di serie, è più giustificato utilizzare non diodi Zener, ma transistor bipolari ad alta frequenza in connessione inversa, ad esempio il transistor 2N918 sviluppato negli anni '60: il suo spettro di rumore si estende fino a 1 GHz.

Jumper programmabili sui diodi zener

Un diodo zener basato su una giunzione dell'emettitore polarizzata inversa di un transistor npn planare integrale ("diodo zener superficiale") differisce dai diodi zener discreti per la sua bassa corrente di stabilizzazione massima. La corrente inversa massima consentita in una tipica struttura di emettitore con metallizzazione in alluminio non supera i 100 μA. A correnti elevate, si verifica un lampo visibile nello strato superficiale e un ponticello di alluminio appare sotto lo strato di ossido, trasformando per sempre il diodo zener morto in un resistore con una resistenza di circa 1 Ohm.

Questo svantaggio dei diodi zener integrati è ampiamente utilizzato nella produzione di circuiti integrati analogici per ottimizzarne i parametri. Nella tecnologia bruciando i diodi Zener(Inglese) zapping zener) parallelamente alle resistenze commutate si formano le celle elementari dei diodi Zener. Se è necessario regolare il valore della resistenza del circuito o il coefficiente del partitore di tensione, le celle del diodo Zener non necessarie vengono bruciate con impulsi di corrente della durata di 5 ms e una forza di 0,3-1,8 A, cortocircuitando i resistori corrispondenti. La stessa tecnica può essere utilizzata nei circuiti integrati digitali con metallizzazione dell'alluminio.

Quando si stira di più alta tensioneè necessario collegare i diodi zener in serie in modo che la tensione inversa su ciascun diodo zener non superi il limite. Ma a causa della dispersione nella resistenza inversa di diverse istanze di diodi Zener dello stesso tipo sui singoli diodi, la tensione inversa potrebbe essere superiore al limite, il che porterà alla rottura dei diodi.

Affinché la tensione inversa venga distribuita uniformemente tra i diodi Zener, indipendentemente dalla loro resistenza inversa, i diodi Zener vengono deviati con resistori (Figura 3). Resistenza R I resistori w dovrebbero essere gli stessi e significativamente inferiori alla più piccola delle resistenze inverse dei diodi zener. Tuttavia R w non dovrebbe essere troppo piccolo in modo che la corrente durante la tensione inversa non aumenti eccessivamente, cioè in modo che il raddrizzamento non si deteriori.

La connessione parallela dei diodi Zener viene utilizzata nel caso in cui sia necessario ottenere una corrente diretta maggiore della corrente limite di un diodo Zener. Ma se i diodi Zener dello stesso tipo sono semplicemente collegati in parallelo, a causa della dissomiglianza delle caratteristiche corrente-tensione verranno caricati in modo diverso e in alcuni la corrente sarà maggiore del limite. La differenza nella corrente diretta per diodi zener dello stesso tipo può essere di decine di punti percentuali (aggiungere uno stick nel diodo per creare un diodo zener).

Raddrizzatore a semionda

Quando una tensione di polarità positiva viene applicata al diodo dall'avvolgimento secondario del trasformatore ("+" viene applicato all'anodo del diodo), il diodo si apre e una corrente scorre attraverso il carico, determinata dalla tensione sull'avvolgimento e la resistenza al carico. La caduta di tensione su un diodo al silicio (circa 1 V) è solitamente piccola rispetto alla tensione di alimentazione. La tensione all'uscita del raddrizzatore ha la forma di impulsi unipolari, la cui forma ripete praticamente la forma della semionda positiva della tensione alternata.

Il valore medio della tensione raddrizzata è:

Valore medio della corrente raddrizzata:

Valore effettivo della corrente di carico:

Fattore di ondulazione p (rapporto tra l'ampiezza della prima armonica e la tensione raddrizzata):

Svantaggi di un raddrizzatore a semionda:

Elevato fattore di ondulazione;

Bassi valori di corrente e tensione raddrizzata;

Bassa efficienza, perché la corrente di carico ha una componente costante, che provoca la magnetizzazione del nucleo del trasformatore e una diminuzione della sua permeabilità magnetica.

Modalità operativa PD

La modalità del diodo con un carico è chiamata modalità operativa. Se il diodo avesse una resistenza lineare, calcolare la corrente in un tale circuito non sarebbe difficile, poiché la resistenza totale del circuito è uguale alla somma della resistenza del diodo DC R o e la resistenza del resistore di carico R n. Ma il diodo ha una resistenza non lineare e il valore R o cambia quando cambia la corrente. Pertanto, il calcolo corrente viene eseguito graficamente. Il compito è il seguente: i valori sono noti E, R n e le caratteristiche del diodo, è necessario determinare la corrente nel circuito e la tensione sul diodo.

La caratteristica del diodo dovrebbe essere considerata come un grafico di un'equazione che mette in relazione le quantità io E E. E per la resistenza RH simile

L'equazione è la legge di Ohm: io= uR/RH= (Unione Europea)/R n. Quindi ci sono due equazioni con due incognite io E E, e una delle equazioni è data graficamente. Per risolvere un tale sistema di equazioni, è necessario costruire un grafico della seconda equazione e trovare le coordinate del punto di intersezione dei due grafici.

VAHPD.

Caratteristica corrente-tensione (caratteristica volt-ampere)è la dipendenza della corrente che scorre attraverso un dispositivo elettronico dalla tensione applicata. Il grafico di questa dipendenza è anche chiamato caratteristica corrente-tensione.

Sono chiamati dispositivi il cui principio di funzionamento obbedisce alla legge di Ohm e la caratteristica corrente-tensione ha la forma di una linea retta passante per l'origine delle coordinate lineare. Vengono chiamati dispositivi per i quali la caratteristica corrente-tensione non è una linea retta passante per l'origine non lineare. Un diodo è un dispositivo elettronico passivo non lineare.

La caratteristica corrente-tensione del diodo è descritta dall'espressione IO=IO 0, dove IO 0 – corrente termica (corrente inversa formata a causa di portatori minoritari; U D – tensione a p-n- transizione; j T – potenziale termico pari alla differenza di potenziale di contatto al confine su p-n- transizione in assenza di tensione esterna (con T=300 K, j T =0,025 V).

Per valori di tensione negativa inferiori a 0,1 V, l'unità viene trascurata nell'espressione (1) e la corrente inversa del diodo è determinata dal valore della corrente termica. Man mano che la tensione positiva aumenta p-n-nella transizione la corrente continua aumenta in maniera nettamente esponenziale. Pertanto, la caratteristica corrente-tensione ha la forma mostrata nella Figura 3

La caratteristica considerata è caratteristica teorica corrente-tensione diodo. Non tiene conto dei processi di generazione di ricombinazione che avvengono nel volume e sulla superficie p-n-transizione, considerandolo infinitamente sottile e lungo. La caratteristica corrente-tensione di un diodo reale ha la forma mostrata in Figura 3 (linea continua).

La caratteristica della corrente diretta inizialmente presenta una non linearità significativa, poiché all'aumentare della tensione diminuisce la resistenza dello strato di blocco. Pertanto la curva sale con pendenza crescente. Ma a un certo valore di tensione, lo strato bloccante praticamente scompare e rimane solo la resistenza N- E P- aree, che possono essere considerate approssimativamente costanti. Pertanto, ulteriormente la caratteristica diventa quasi lineare La corrente inversa con l'aumento della tensione inversa aumenta prima rapidamente. Ciò è dovuto al fatto che anche con una piccola tensione inversa, a causa dell'aumento della barriera potenziale nella giunzione, la corrente di diffusione, diretta verso la corrente di conduzione, diminuisce drasticamente. Di conseguenza, la corrente totale aumenta notevolmente. Tuttavia, con un ulteriore aumento della tensione inversa, la corrente aumenta leggermente.

Transizione metallo-PP.

Nei moderni dispositivi a semiconduttore, oltre ai contatti con una giunzione elettrone-lacuna, vengono utilizzati anche contatti tra un metallo e un semiconduttore. I processi in tali transizioni dipendono dal cosiddetto uscire dalle preoccupazioni elettroni, cioè dall'energia che un elettrone deve spendere per lasciare un metallo o un semiconduttore. Quanto più bassa è la funzione lavoro, tanto più elettroni possono sfuggire da un dato corpo.

Se in contatto di un metallo con un semiconduttore di tipo n (Fig. 2.5, a) la funzione di lavoro degli elettroni del metallo Sono inferiore alla funzione lavoro del semiconduttore A quindi predominerà la fuga di elettroni dal metallo nel semiconduttore. Pertanto, i portatori maggioritari (elettroni) si accumulano nello strato semiconduttore vicino al confine e questo strato si arricchisce, cioè la concentrazione di elettroni in esso aumenta. La resistenza di questo strato sarà piccola per qualsiasi polarità della tensione applicata e, quindi, per tale transizione

non ha proprietà stiranti. Lo chiamano contatto non rettificante (ohmico). Una transizione simile non rettificante si ottiene a contatto tra un metallo e un semiconduttore di tipo p (Fig. 2.5,6), se la funzione di lavoro degli elettroni del semiconduttore è inferiore a quella del metallo (A pag< А м). In questo caso dal semiconduttore escono più elettroni verso il metallo che nella direzione opposta e nello strato limite del semiconduttore si forma anche una regione arricchita di portatori maggioritari (lacune) e con bassa resistenza. Riso. 2.5, c. Se è in contatto metallico con un semiconduttore di tipo n A pag< А м, poi gli elettroni si sposteranno principalmente dal semiconduttore al metallo e nello strato limite del semiconduttore si formerà una regione impoverita di portatori maggioritari e quindi dotata di elevata resistenza. Qui si crea una barriera potenziale relativamente alta. Questa transizione ha proprietà rettificanti. Tali transizioni furono studiate una volta dallo scienziato tedesco W. Schottky, e quindi la potenziale barriera che si presenta in questo caso si chiama barriera Schottky, e diodi con questa barriera - Diodi Schottky

Il diodo Zener si riferisce a uno degli elementi radioelettronici utilizzati. Ognuno di essi più o meno di alta qualità contiene un'unità di stabilizzazione della tensione, che può cambiare quando cambia la resistenza di carico o quando la tensione di ingresso si discosta dal valore nominale.

La stabilizzazione della tensione viene eseguita principalmente per garantire il normale funzionamento dei restanti elementi radio del dispositivo, ad esempio microcircuiti, transistor, ecc.

I diodi Zener sono ampiamente utilizzati negli alimentatori a bassa potenza o in singole unità, la cui potenza raramente supera le decine di watt.

Il vantaggio principale dei diodi zener è il loro basso costo e dimensioni, motivo per cui non possono ancora essere eliminati stabilizzatori integrali tipo di tensione LM7805 o 78L05, ecc.

Un diodo zener è molto simile a un diodo perché il suo cristallo semiconduttore è alloggiato in un contenitore simile.

Designazione grafica convenzionale di un diodo zener nei disegni schemi elettrici anch'esso simile alla designazione di un diodo, solo dal lato del catodo viene aggiunta una breve linea orizzontale, diretta verso l'anodo.

Il principio di funzionamento di un diodo zener

Consideriamo il principio di funzionamento di un diodo zener usando l'esempio del suo circuito di connessione e delle caratteristiche corrente-tensione. Per svolgere la sua funzione principale, il diodo zener VD è collegato in serie a Rb e insieme sono collegati ad una sorgente di tensione di ingresso non stabilizzata Uin. La tensione di uscita già stabilizzata Uout viene rimossa solo dai terminali 2 , 3 V.D. Pertanto, il carico Rн è collegato ai punti corrispondenti 2 E 3 . Come si può vedere dal diagramma, VD e Rb formano un partitore di tensione. Solo la resistenza del diodo zener non ha un valore costante ed è chiamata dinamica, poiché dipende dal valore che scorre attraverso il dispositivo a semiconduttore.

La tensione Uin fornita al diodo zener dai resistori deve essere almeno un paio di volt superiore alla tensione di uscita Uout, altrimenti il ​​​​dispositivo a semiconduttore VD non si aprirà e non sarà in grado di svolgere la sua funzione principale.

Diciamo che ad un certo punto arbitrario sulle uscite 1 e 3 il valore di Uin ha iniziato ad aumentare. I seguenti processi inizieranno a verificarsi nel circuito. All'aumentare della tensione, secondo la legge di Ohm, la corrente inizierà ad aumentare, chiamiamola corrente di ingresso Iin. All'aumentare della corrente, la caduta di tensione sul resistore Rb aumenterà e a VD rimarrà invariata (questo sarà spiegato più avanti nella caratteristica), quindi Uout rimarrà allo stesso livello. Di conseguenza, l'aumento della tensione di ingresso diminuirà o verrà estinto dal resistore Rb. Pertanto Rb è chiamato smorzamento o zavorra.

Ora, supponiamo che il carico sia cambiato, ad esempio la resistenza Rн è diminuita e la corrente In aumenterà di conseguenza. In questo caso, la corrente che scorre attraverso il diodo zener Ist diminuirà e Iin rimarrà praticamente invariata.

Volt-ampere caratteristico di un diodo zener

La caratteristica corrente-tensione (caratteristica volt-ampere) di un diodo zener è simile alla caratteristica corrente-tensione di un diodo e ha due rami: avanti e indietro. Il ramo avanti è quello di lavoro per il diodo, mentre il ramo inverso caratterizza il funzionamento del diodo zener, quindi è inserito nel circuito elettrico in senso opposto (catodo al positivo e anodo al negativo) rispetto al diodo. Ecco perché lo chiamo diodo zener diodo di riferimento e viene chiamata la fonte di alimentazione con questo elemento semiconduttore sorgente di tensione di riferimento . Utilizzeremo anche questa terminologia.

Sul ramo inverso delle caratteristiche corrente-tensione del diodo di riferimento, evidenziamo due punti caratteristici 1 E 3 . Punto 1 corrisponde al valore minimo della corrente di stabilizzazione, che è compreso tra unità di milliampere. Se la corrente che scorre attraverso il diodo zener è al di sotto del punto 1 , non sarà in grado di svolgere le sue funzioni (non si aprirà). Se la corrente supera il punto 3 il diodo di riferimento si surriscalderà e fallirà. Pertanto, il punto ottimale nella maggior parte dei casi sarà il punto al centro del ramo inverso della caratteristica corrente-tensione, cioè il punto 2 . Quindi, quando la corrente cambia in un ampio intervallo (vedi asse Y), il punto 2 cambierà la sua posizione, spostandosi verso l'alto o verso il basso sul ramo di ritorno, e la tensione cambierà leggermente (vedi asse X).

Collegamento in serie, back-to-back, parallelo, di diodi zener

Per aumentare la tensione di stabilizzazione è possibile collegare in serie due o più diodi Zener. Ad esempio, è necessario ottenere 17 V al carico, quindi, se la potenza richiesta non è disponibile, vengono utilizzati diodi di supporto da 5,1 V e 12 V.

La connessione parallela viene utilizzata per aumentare la corrente e la potenza.

I diodi Zener vengono utilizzati anche per stabilizzare la tensione alternata. In questo caso, sono collegati in serie e contatore.

Durante un semiciclo di tensione alternata, un diodo Zener funziona e il secondo funziona come un normale diodo.Nella seconda metà del ciclo, gli elementi semiconduttori svolgono funzioni opposte. Tuttavia, in questo caso, la forma della tensione di uscita sarà diversa dalla tensione di ingresso e sembrerà un trapezio. A causa del fatto che il diodo di riferimento interromperà una tensione superiore al livello di stabilizzazione, le parti superiori dell'onda sinusoidale verranno interrotte.

I contrassegni vengono applicati sull'alloggiamento del diodo zener sotto forma di numeri e lettere (o lettere). Sono fondamentalmente due diversi tipi marcature. Il diodo zener in una custodia di vetro per noi ha i soliti contrassegni, che indicano direttamente la tensione di stabilizzazione nominale. I numeri possono essere separati dalla lettera V, che funge da punto decimale. Ad esempio, 5V1 significa 5,1 V.

Un modo meno chiaro di contrassegnare è costituito da quattro numeri e una lettera alla fine. Se non sei un radioamatore esperto, non puoi fare a meno di una scheda tecnica. Ad esempio, decifichiamo i parametri del diodo di riferimento della serie 1N5349B. Siamo più interessati alla prima colonna, che mostra la tensione nominale di 12 V. La seconda colonna è il valore della corrente nominale - 100 mA.

Il catodo di un diodo zener di qualsiasi tipo è indicato da un anello nero o blu, che si applica al corpo dal lato del terminale corrispondente.

MarcaturaSMDdiodi Zener

I diodi di riferimento più utilizzati si trovano in una custodia di vetro e in una custodia di plastica con tre terminali. Marcatura SMD Un diodo zener in una custodia di vetro è costituito da un anello colorato, il cui colore indica i parametri di questo dispositivo a semiconduttore.

Se ti imbatti in un diodo zener SMD con tre terminali, dovresti sapere che un terminale è un "fittizio", cioè non viene utilizzato e viene utilizzato solo per fissare saldamente l'elemento sul circuito stampato dopo la saldatura. L'anodo e il catodo di tale istanza possono essere determinati più facilmente utilizzando un multimetro.

Dissipazione di potenza del diodo Zener

Dissipazione di potenza del diodo Zener Pst caratterizza la sua capacità di non surriscaldarsi al di sopra di una certa temperatura per lungo tempo. Maggiore è il valore Pst , maggiore è la quantità di calore che un dispositivo a semiconduttore può dissipare. La potenza dissipabile è calcolata per le condizioni di funzionamento più sfavorevoli del dispositivo, pertanto nella formula seguente si sostituisce la massima possibile in funzionamento Uin e valori più piccoli Rb E In :

Esistono numerose valutazioni standard per questo parametro: 0,3 W, 0,5 W, 1,3 W, 5 W, ecc. Maggiore è il Pst, maggiori sono le dimensioni del dispositivo a semiconduttore.

È possibile controllare la funzionalità del diodo zener in modo abbastanza semplice e rapido utilizzando un semplice multimetro. Per fare ciò, il multimetro deve essere impostato sulla modalità "continuità", solitamente indicata dal simbolo di un diodo. Quindi, se tocchi l'anodo con la sonda positiva del multimetro e il catodo con la sonda negativa, quindi sul display strumento di misura vedremo una caduta di tensione attraverso la giunzione pn. Poiché la tensione continua viene applicata al dispositivo a semiconduttore (vedere il ramo diretto della caratteristica corrente-tensione), il diodo di riferimento si aprirà.

Ora, se le sonde del multimetro vengono scambiate, applicando così una tensione inversa ai terminali del dispositivo a semiconduttore (vedere il ramo inverso della caratteristica corrente-tensione), allora sarà bloccato e non condurrà corrente. Il display del misuratore mostrerà un'unità, indicando una resistenza infinitamente alta.

Se in entrambi i casi il multimetro mostra uno o squilla, il diodo zener è inutilizzabile.

Diodo Zener utilizzato per stabilizzare la tensione (ad esempio, in).

Designazione del diodo Zener

Accensione del diodo zener

(si chiama anche Diodo Zener) si accende come mostrato in figura. Accendere il diodo zener è illogico a prima vista. I diodi Zener vengono accesi come "al contrario" rispetto ai diodi. Quando viene applicata loro una tensione inversa, si verifica un "guasto" e la tensione tra i loro terminali rimane invariata. È necessario collegare in serie un resistore per limitare la corrente che passa attraverso il diodo zener (si chiama corrente di stabilizzazione) e garantire che la tensione “in eccesso” scenda dal raddrizzatore.

Ogni diodo zener ha la propria tensione di rottura (stabilizzazione) e la propria corrente operativa. In base a questa corrente viene calcolato il valore del resistore collegato in serie al diodo zener. Sui diodi zener importati, la tensione di stabilizzazione è stampata sul corpo del diodo zener. La designazione dei diodi zener inizia con BZX... o BZY... La loro tensione di stabilizzazione (rottura) è stampata con la lettera V anziché con un punto decimale. Quindi 3V9 significa 3,9 volt.

La tensione di stabilizzazione minima per la quale esistono i diodi zener è 2 V.

Collegamento in serie di diodi zener

Il collegamento in serie dei diodi zener viene effettuato nei casi in cui è necessario ottenere una tensione stabilizzata per la quale i diodi zener non esistono (o non sono disponibili). Di norma, negli stabilizzatori di tensione ad alta tensione sono installati diversi diodi Zener collegati in serie. La tensione di stabilizzazione totale sarà uguale alla somma delle tensioni di stabilizzazione di ciascun diodo zener. Si consiglia di collegare in serie solo diodi zener dello stesso tipo con la stessa tensione di stabilizzazione.