Diodes Zener à vis
(13)Les diodes Zener sont une famille d’éléments semi-conducteurs et un sous-groupe de diodes, qui conduisent asymétriquement les courants, c’est-à-dire ceux qui ont des propriétés différentes selon le sens de polarisation.
Les diodes Zener, lorsqu’elles sont polarisées pour la conduction, présentent des propriétés identiques à celles des diodes semi-conductrices ordinaires. Cela signifie une diminution de la tension appliquée à leurs bornes au niveau d’environ 0,7V. La différence est leur comportement en polarisation inverse. Dans le cas des diodes semi-conductrices ordinaires, le dépassement de la valeur de la tension inverse nominale spécifiée par le fabricant provoque sa panne, ce qui, si le courant traversant la diode n’est pas limité à ce stade, entraînera sans aucun doute son endommagement. En plus, même malgré une telle limitation, le composant peut toujours être endommagé lorsqu’il est surchauffé. La valeur de tension inverse pour les diodes à semi-conducteurs ordinaires, cependant, n’est pas donnée avec une grande précision, de sorte que l’écart entre la valeur trouvée dans la documentation et la valeur réelle peut être de plusieurs pour cent.
Dans le cas d’une diode Zener, la valeur de la tension provoquant une diode polarisée en inverse est donnée avec une bien plus grande précision. Cela est appelé la tension Zener ou la tension de claquage par avalanche. En cas de dépassement de ce paramètre, pour une très large plage de courant traversant la diode, la tension à ses bornes reste quasiment constante, ce qui se voit très bien dans le troisième quadrant de tout exemple caractéristique de diode Zener, sous la forme de la dépendance de la valeur du courant de la tension. Comme dans le cas des diodes ordinaires, si le courant au moment de la panne de la diode Zener est limité de manière appropriée et que la puissance émise dessus n’est pas trop élevée, cela ne l’endommagera pas. Cependant, les diodes Zener sont spécialement fabriquées pour avoir une panne contrôlée, il est donc beaucoup plus difficile de les endommager de cette façon. Si une diode Zener est utilisée dans un système électronique, elle est presque toujours protégée contre le passage d’un courant trop important, car on s’attend à ce qu’elle circule dans son sens inverse assez souvent voire en continu, ce qui ne se dit pas en le cas des diodes semi-conductrices ordinaires.
Diode Zener – propriétés et application
Les diodes Zener avec une faible valeur de tension inverse conduisent le courant dans le sens inverse en raison du soi-disant l’effet Zener. Ces diodes ont des jonctions p-n fortement dopées. Dans le cas d’éléments à haute tension Zener, un claquage par avalanche se produit. Il convient de noter que les deux effets se produisent pour chacune de ces diodes, quelle que soit la valeur de la tension inverse nominale, bien que l’un d’eux puisse être largement dominant.
Afin de mieux se rapprocher du comportement des diodes Zener, il convient de considérer le cas d’un système simple dans lequel une diode de ce type sera placée entre les sorties de l’alimentation régulée, et l’une de ses sorties sera connectée en série avec un résistor correctement sélectionné limitant le courant qui le traverse à la valeur appropriée et pour laquelle la stabilisation de la tension fonctionnera le plus efficacement. La valeur de résistance de ce résistor est souvent donnée dans la documentation d’un composant électronique donné. Lorsque la diode est polarisée dans le sens inverse, tout en augmentant la tension d’alimentation, la différence de tension sur les sorties de la diode sera la même que celle indiquée par l’affichage de l’alimentation. Cependant, si cette valeur est dépassée au-dessus de la tension de claquage d’une diode donnée, la différence de tension à ses bornes sera toujours égale à la tension Zener, même si on augmente progressivement la tension générée par l’alimentation. On peut dire que la tension est stabilisée par la diode Zener.
Cependant, les diodes Zener ne doivent pas être utilisées pour la stabilisation de la tension dans le but d’alimenter un système électronique. Pour cela, des stabilisateurs de tension dédiés sont utilisés, comme par exemple le populaire stabilisateur LM317. La principale différence entre les deux composants est le courant qu’ils peuvent traverser l’un l’autre. Alors que dans le cas du stabilisateur LM317, il s’agit d’une valeur d’environ 1,5 A, dans le cas des diodes Zener, ce seront des valeurs commençant même à environ 5 mA, bien que dans le cas des diodes Zener à vis qui sont beaucoup plus grosses que leurs équivalents SMD ou THT, il est possible de conduire des courants de l’ordre de 0,5 à 0,6A. Ces valeurs peuvent cependant différer considérablement selon le modèle spécifique, car il existe par exemple des diodes THT Zener capables de transmettre même 1,5A.
Pour les raisons décrites ci-dessus, les diodes Zener sont utilisées relativement rarement comme source de tension stabilisée et uniquement pour les systèmes consommant un faible courant, alors que leur application principale consiste à devenir une source de tension de référence, par exemple dans les alimentations stabilisées, bien qu’elles soient également utilisées comme élément de protection et anti-surtension, par exemple contre les décharges électrostatiques (ESD – ang. Electrostatic Discharge) ou autres pointes de tension momentanées.
Diodes Zener à vis
Les diodes Zener à vis sont un sous-type spécifique de diodes Zener, qui ont une de leurs connexions en forme de vis, d’où leur assemblage dit « vissé ». La deuxième connexion se présente sous la forme d’une plaque avec un trou sur lequel vous devez souder. Leur structure est également déterminée, indiquant laquelle des connexions se trouve sur la vis (anode [+] ou cathode [-]). Deux boîtiers avec diodes Zener à vis sont DO4 et DO5. Par rapport aux diodes SMD ou THT, elles ont également des puissances beaucoup plus élevées capables de se dissiper, dont les deux valeurs les plus populaires sont 10W et 50W, tandis que la tension Zener pour ces éléments peut aller d’environ 3,9V à autant que 200V. Il faut savoir que la diversité de ces valeurs est considérable. Des exemples d’entre eux sont 4,3V, 4,7V, 5,1V, 5,6V, 6V, 6,2V, 6,8V [...]. Comme vous pouvez le voir, la graduation des tensions nominales inverses pour les diodes Zener est assez fine, donc trouver le bon composant pour votre électronique ne devrait pas être un problème.
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