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Caratteristica V-I di un diodo zener

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 9 gen 2019, 8:58

Replicando un circuito stabilizzatore di tensione, che avevo già sperimentato con successo in più occasioni, al momento del collaudo mi sono accorto che la tensione di uscita sballava. Dopo varie ricerche, pare che la colpa sia da attribuirsi ad uno zener da 2,7V 1/2W fuori caratteristica. Ne ho acquistato un altro da un altro fornitore, idem. Mi sono messo a rilevare la caratteristica V-I del componente, ed effettivamente osservo un comportamento deludente. Che i costruttori di diodi zener si siano messi d'accordo a inondare il mercato con diodi fasulli? Andiamo a confrontare col datasheet. Sorpresa: i datasheet forniscono soltanto l'impedenza nel punto di zener, caratteristica V-I completa nisba. In letteratura trovo soltanto curve teoriche non quotate. Come faccio a capire perché un circuito già sperimentato mille volte (e anche citato sul Forum, viewtopic.php?f=1&t=62630&p=630811&hilit=dropout#p630811
) improvvisamente non va bene? Non è proprio possibile avere la caratteristica completa dello zener?
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[2] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 gen 2019, 9:06

Ma ti rendi conto che in tutto il tuo messagio non dici una volta quale sia concretamente il problema?
Tensione zener troppo alta? Troppo bassa? Rumore? Deriva termica? Leakage eccessivo?
Noi, da questa parte dello schermo, non abbiamo la palla di cristallo.

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[3] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 9 gen 2019, 9:26

Tensione di uscita troppo bassa. Aumentando la corrente sullo zener (in pratica riducendo molto la resistenza da 2,2k e l'altra in serie allo zener nello schema linkato) la tensione di uscita aumenta fino a diventare eccessiva. Ma tutto questo lo riporto per completezza, la vera questione su cui chiedo aiuto è la seguente: è possibile conoscere la curva V-I che il diodo zener dovrebbe garantire? Almeno qualche dato fondamentale, per esempio mi basterebbe conoscere la V minima massima garantita con I pari al doppio della corrente nel punto di zener nominale, e la V massima minima garantita con I pari alla metà della detta corrente.
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[4] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 gen 2019, 9:56

È un fattore che dipende molto dalla tensione di zener stessa, quindi non è facile da specificare.
Ci sono però produttori che lo indicano. Se per te è importante, scegli questi zener la prossima volta che devi comprarne.

Qui per esempio un estratto da un datasheet di Nexperia:
V-I-char-Zener.PNG


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[5] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 9 gen 2019, 10:19

Grazie. In effetti mi sarei aspettato delle curve più ripide, comunque gli zener che ho acquistato recentemente vanno ancora peggio per cui proverò a cambiare ancora fornitore.
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[6] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 gen 2019, 10:21

Dove li hai comprati?

Comunque a queste curve vanno aggiunti gli effetti di temperatura, che in uno zener sono importanti.

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[7] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 9 gen 2019, 10:27

Al banco in un paio di negozi (non è che a Palermo ce ne siano moti di più). Gli stessi negozi dove li ho sempre comprati negli anni e non mi sono mai accorto del problema. Adesso non vorrei incorrere in responsabilità, ripeterò le misure ma quelle sono e poi il comportamento del solito circuito parla chiaro. Adesso voglio provare ad acquistare da un surplussaio che ha uno stock di componenti antidiluviani (alcuni anche modernissimi), lo ho sempre ritenuto meno affidabile ma magari in questo caso risolverebbe il problema come me ne ha risolto tanti. Per cronaca, la sua attività sta per chiudere (dunque devo affrettarmi) dopo lungo tempo, è anche uscito un articolo sul principale quotidiano regionale.

P.S. Non sarebbe la prima volta che le correnti di dispersione dei componenti vadano a peggiorare, lo stesso fenomeno lo ho notato coi primi elettrolitici cinesi.
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[8] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 gen 2019, 10:32

EcoTan ha scritto:Al banco in un paio di negozi (non è che a Palermo ce ne siano moti di più)

Questa è un punto dolente. È vero che non ce ne sono piú molti e quelli che ci sono probabilmente fanno abbastanza fatica a sopravvivere. Cosa che potrebbe portarli a comprare materiale su AliExpress per rivenderlo come originale.

Se sospetti che il problema sia il componente fuori specifiche, prova piuttosto a comprare da un distributore approvato (i soliti sospetti: DigiKey, Mouser, Farnell, RS). Chiaro che così facendo si dà il colpo di grazia ai negozietti... ma bisogna chiedersi se questi negozietti hanno davvero ancora una ragione d'essere :-k

È cinico, è triste, ma è una domanda legittima.

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[9] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 9 gen 2019, 15:19

Quello che ho appreso con questa esperienza:
I diodi zener ballano abbastanza attorno alla tensione nominale, già una escursione di quasi 1 volt per una variazione di corrente di 10 volte secondo un datasheet.
La dispersione delle caratteristiche è notevole, non ne ho trovato due uguali.
La elevata amplificazione dei circuiti regolatori fa sì che, una volta sistemato il valore della tensione in uscita, questo rimanga abbastanza stabile.
Sulle variazioni termiche non ho indagato, ma trattasi di coefficienti ben noti.
Sembra proprio che un TL431 lavori meglio. I regolatori lineari integrati invece non li amo molto, almeno quelli comuni hanno troppo dropout.
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[10] Re: Caratteristica V-I di un diodo zener

Messaggioda Foto Utenteboiler » 9 gen 2019, 15:35

EcoTan ha scritto:Sembra proprio che un TL431 lavori meglio.

Eh grazie...
I regolatori lineari integrati invece non li amo molto, almeno quelli comuni hanno troppo dropout.

Guarda che c'è stata un'evoluzione dai tempi del 7805... Il problema se compri nei negozietti è che loro invece sono rimasti al 7805. E questo accentua la pertinenza della domanda di cui sopra.

Vedi per esempio
https://www.st.com/content/ccc/resource ... 173477.pdf
Che costa addirittuma meno di un LM7805.

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