Vous voulez utiliser une diode zener ? apprendre comment on régule des tensions continues ? poursuivez avec la lecture car vous trouverez certainement des reponses à vos questions.

Une ptite définition de Wikipedia que je vous glisse avant de nous lancer :

Une diode Zener est un assemblage de deux semi-conducteurs dont les propriétés électriques ont été découvertes par le physicien américain Clarence Zener. Contrairement à une diode conventionnelle qui ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens, le sens direct, les diodes Zener sont conçues de façon à laisser également passer le courant inverse, mais ceci uniquement si la tension à ses bornes est plus élevée que le seuil de l’effet d’avalanche. Ce seuil en tension inverse (tension Zener) est de valeur déterminée pouvant aller de 1,2 V à plusieurs centaines de volts1. Certaines diodes Zener comportent une troisième broche qui permet de régler cet effet d’avalanche

1.Les diodes Zener

La diode zener

Les diodes zener ont la même forme que les diodes au silicium
et une bague colorée permettant d’identifier leur cathode. Ces diodes ne sont pas utilisées pour redresser une tension alternative, mais uniquement pour stabiliser des tensions continues. Pour pouvoir les distinguer des autres, ces diodes sont représentées dans les schémas électriques par le symbole graphique.

diode zener symbole

Le marquage sur leur corps, par exemple 4V5 , 5V1 , 7V5 , 12V, 15V , 18V , 33V etc., indique la valeur de la tension qu’elles sont en mesure de fournir. Dans cet article , je cous parlerai donc de ce sujet qui concerne la diode zener

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2. Les caractéristiques d’une diode Zener.

La diode zener est un composant électronique qui possède certaines propriétés comme :

  • Sa tension Zener : qui est une tension maximale (qu’il ne faut pas dépasser) que la diode Zener stabilise à la sortie. Cette valeur est toujours donné avec la diode, elle peut être inscrite sur le corps de la diode Zener ou être donné par un marquage donné.
diode zener

3. Comment dimensionner une diode Zener ?


C’est la question que l’on se pose au début. On utilisera une diode Zener marquée 5,1V lorsqu’il sera nécessaire de stabiliser une tension continue, d’une valeur bien évidemment plus importante (7V, 10V, 12V ou 15V par exemple), sur une valeur fixe de 5,1 volts.

Une diode Zener sera donc utilisée pour stabiliser une tension continue d’une valeur plus élevée que celle marquée sur son corps ou donné. Vous aurez à faire des calculs sur base de ces différentes remarques.

Comment stabiliser une tension continue par une diode Zener ?

Pour stabiliser une tension à l’aide d’une diode zener, il faut toujours relier sa cathode à une résistance de chute comme le montre ce schéma.

Stabilisateur à diode Zener


En effet, une zener est directement reliée à la tension qu’elle doit stabiliser, sans aucune résistance sera brûlée en quelques secondes.
La valeur de la résistance doit être choisie en fonction de la valeur de la tension que l’on veut stabiliser et celle de la diode Zener.

Comment calculer la valeur de la résistance de stabilisation ?

Aucune démonstration à faire pour obtenir la valeur de cette résistance, juste utilisé la formule suivante :

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R1 [ Ω] = ( Vcc [V] – Vz [V] ) : 0,025

Vcc (entrée) : est la tension d’alimentation en volts

Vz : est la tension Zener , c’est à dire qui est inscrite ou donnée avec la diode Zener en volts

0,025 : est une valeur pratique que j’ai découvert dans un livre Electronique, qui permet de trouver sans beaucoup d’efforts et d’erreurs la valeur de la résistance de stabilisation. C’est le courant normal de travail pour toutes les diodes Zener.

Tension Zener Vz = 5,1 Volts, Tension d’alimentation Vcc = 9Volts.

Pour ces valeurs , on peut trouver la valeur de la résistance qui limitera le courant et permettra une bonne stabilisation.

Vz = 5,1V, Vcc= 9V , alors la résistance à monter en série pour stabiliser est :

R1 [ Ω] = ( 9 – 5,1 ) : 0,025 = 156 Ω

On prendra une valeur normalisée de 150 Ω ou 180 Ω

Les diodes Zener en série

On monter des deux ou plusieurs diodes en série dans le but d’obtenir une tension stabilisée égale à la somme des tensions de deux diodes.

Les diodes Zener en parallèle

Les diodes zener ne se relient qu’en série car en les reliant en parallèle on
obtient une tension stabilisée égale à la diode zener qui a la valeur la plus faible. En reliant en parallèle deux diodes zener, l’une de 5,1 volts et l’autre de 15 volts, on obtiendra une tension stabilisée sur la valeur de tension la plus petite, c’est-à-dire 5,1 volts.

Si, au contraire, on relie en série deux diodes zener, on pourra stabiliser une tension sur la valeur égale à la somme des deux diodes. En reliant en série une diode zener de 5,1 volts et une autre de 15 volts (voir figure 107), on obtiendra une tension stabilisée de 5,1 + 15 = 20,1 volts

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Pour relier en série deux diodes, il faut toujours relier l’anode de la première à la cathode de la seconde.

Diode Zener en série

Le transistor et la diode Zener

Un transistor jouera le rôle d’un amplificateur dans cette configuration à diode Zener. Un stabilisateur à diode Zener fournie un courant faible ( ces montages sont limités en 10W). Et pour palier à ce problème on ajoute un amplificateur de courant qui peut être un transistor ou un AOP.

Stabilisateur à Diode zener et transistor.

On peut réaliser ce montage avec n’importe quel transistor de puissance ( BD243, 2N3055, TIP121 ,….) pour obtenir une tension de 12V à la sortie Vs du montage.

En conclusion

Cet article a été réalisé pour aider et satisfaire aux questions des certaines personnes en ce qui est du sujet des diodes zener. Si vous avez d’autres préoccupations en électronique, n’hésitez pas à les mettre en commentaire pour avoir prochainement une bonne réponse. Et n’oubliez pas aussi de vous abonnez à ma Newsletter pour rester informé de mes nouvelles publications.

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