DIODES SPÉCIALES.
DIODES ZENER.
Préréquis: Cours sur la diode Durée : 4 périodes
But : (a) Etude de la caractérisique d’une diode Zener; (b) Tracer le schéma équivalent d’une diode Zener; © Etude de stabilisation de tension.
Caractéristique.
Nous avons déjà parlé de l'effet zéner. Il concerne la caractéristique inverse de la diode.
En direct, une diode zéner se comporte comme une mauvaise diode normale.
En inverse, on fait en sorte que par construction l'effet zéner et / ou d'avalanche se produise à une tension bien déterminée, et ne soit pas destructif. La caractéristique inverse présente alors l'allure d'un générateur de tension à faible résistance interne.
En général, les constructeurs spécifient : la tension d'avalanche Vzt pour un courant déterminé Izt. (les valeurs de tension sont normalisées). Fig. 1. Caractéristique d'une diode zéner.
- à ce point de fonctionnement Vzt / Izt, on donne la résistance dynamique de la diode rzt.
- le courant Izm pour lequel la puissance dissipée dans le composant sera le maximum admissible.
- on indique aussi le coefficient de variation en température de la tension Vzt.
En dessous de Vzt = 5V, c'est l'effet zéner qui prédomine. Au dessus, c'est l'effet d'avalanche.
L'effet zéner est affecté d'un coefficient de température négatif (Vzt diminue quand la température augmente), et l'effet d'avalanche d'un coefficient positif. Les diodes ayant une tension Vzt d'environ 5V ont un coefficient de température nul, car les deux phénomènes se produisent de manière équilibrée, et leurs effets se compensent.
L'effet d'avalanche est plus franc que l'effet zéner, ce qui fait que le coude de tension inverse est plus arrondi pour les diodes zéner de faible tension.
Les diodes optimales en terme d'arrondi de coude et de résistance dynamique ont des tensions zéner voisines de 6 à 7V.
Schéma équivalent.
Pour simplifier les calculs, et comme pour la diode, on va définir un schéma équivalent approchant la réalité.
Si