Come proteggere i circuiti elettronici con il diodo zener

Tra i componenti più utilizzati nei vari progetti elettronici figurano i diodi: quelli classici permettono alla corrente di passare quando la tensione alle estremità supera un determinato valore di soglia. Ma ne esistono anche altre tipologie: il diodo zener è un semiconduttore che ha delle caratteristiche molto particolari che fanno sì che la corrente possa fluire dall’anodo al catodo anche quando è polarizzato al negativo, ma solamente quando sono esposti ad una tensione adeguata.

La loro funzione principale è quella di cambiare la direzione del flusso di corrente quando la tensione arriva ad un preciso valore. Questo valore predefinito è chiamato tensione Zener (o anche tensione di scarica costruttiva) e, a seconda del particolare diodo, può andare da 1,8 fino a 200 Volts. Solitamente i diodi zener vengono impiegati come commutatori o nelle apparecchiature elettroniche per difendere i circuiti da scariche elettrostatiche o da sovratensioni. Possono esse acquistati online su e-commerce di riferimento nella vendita di dispositivi elettrici ed elettronici come, ad esempio, Rs Components Italia, dove trovare numerosi articoli professionali di qualità.

Come è fatto e come funziona il diodo zener

Dal punto di vista estetico i diodi zener non hanno grandi differenze rispetto ai diodi normali. Alla fine si tratta sempre di una sorta di piccolo cilindro che ha alle sue estremità i due pin, ovvero l’anodo positivo ed il catodo negativo, per essere saldato o collegato ad un circuito.

Essendo un semiconduttore, il diodo zener è essenzialmente un isolante, che può diventare un conduttore quando si presentano determinate condizioni. Diventa conduttore se viene polarizzato nel modo classico, quindi con il positivo di alimentazione collegato all’anodo o negativo di alimentazione collegato al catodo, funzionando come un normalissimo diodo. Ma le cose cambiano in caso di polarizzazione inversa, cioè quando viene collegato con un positovo sul catodo o un negativo sull’anodo.

La tensione di Zener

I normali diodi, quando vengono polarizzati in modo inverso, non sono mai conduttori. I diodi zener, invece, si comportano in modo differente: al di sotto di una determinata soglia di tensione svolgono il ruolo di isolante, ma al di là di questo valore riescono a far scorrere la corrente, diventando di fatto dei conduttori anche quando sono polarizzati in modo inverso. La soglia di tensione (o tensione di Zener) viene indicata con il simbolo Vz.

Per sfruttare questa sua particolarità, il diodo zener viene utilizzato nei circuiti elettronici polarizzandolo inversamente. La capacità di condurre solo se la tensione supera la soglia Vz fa sì che i diodi zener possano essere impiegati in tutti quei casi in cui si deve far scattare una funzione solo al superamento di una tensione determinata. Si pensi per esempio ad un controllo batteria carica/scarica: il diodo zener si accende solo quando la batteria risulta carica e quindi viene superato un certo livello di tensione.

Applicazioni e caratteristiche

In linea generale, l’applicazione più diffusa del diodo zener è quella di proteggere i circuiti da sovratensioni. A differenza dei normali diodi, che tendono a surriscaldarsi notevolmente, i diodi zener rimangono affidabili anche nella regione di scarica distruttiva. All’interno di questa tipologia di diodo è possibile fare ulteriori distinzioni: quella più importante riguarda il valore di tensione che, come detto, può andare da 1,8 a 200 V.

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