Pier Aisa Electronic Enthusiasts Community Forum

Salve,
vorrei chiedervi perché un diodo che dovrebbe avere tensione di Zener di 3.3V in realtà taglia/regola anche molto sotto tale tensione.
Il funzionamento dei diodi Zener l'ho solo studiato a scuola ormai decenni fa, probabilmente non avendo esperienza ho scelto un diodo inadatto.

Vi spiego l'arcano: ho acquistato dei diodi Zener BZX55C3V3, correttamente la tensione Vz è molto vicina a 3.3V se ai suoi capi viene applicata una tensione superiore (tramite la resistenza di limitazione della corrente) ma perché se viene applicata una tensione minore il diodo lascia comunque passare una corrente consistente che crea una caduta di tensione sulla resistenza? Nello schema sopra Rt vale 3.3KOhm
Vs=5V; Vz=3.3V
Vs=4V; Vz=3.27V
Vs=2.4V; Vz=2V
Vs=1.5V; Vz=1.47V
Vs=1V; Vz=1V

Per ovviare potrei abbassare di molto la Rt così da limitare la caduta di tensione, o scegliere un diodo con caratteristiche migliori.
Consigli?

Andiamo a vedere il data sheet, mi sembra un comportamento normale, i diodi veri non sono ideali.
Il grafico qui sotto si riferisce ad un diodo rettificatore in realtà.
È normale che aumentando la corrente la tensione salga leggermente, tanto che nella pratica gli zener sotto i 9 Volt vengono usati come refireminto di tensione solo a patto di alimentarli a corrente costante.

Aggiungo a quello che ha scritto max (per chiarezza) che uno zener lo devi far lavorare in prossimità del "ginocchio" ma non molto lontano da esso.
Devi guardare il grafico per V negative, sulla sinistra, e quindi per tensioni superiori (inferiori, lavora in interdizione) a quella di zener (sull'immagine riportata da max è indicata come "Breakdown Voltage") limitado la corrente a quella di lavoro.
Altrimenti ti ritrovi col comportamento che hai sperimentato: in tal caso sul grafico ti sposti a destra della tensione di zener e quindi non "regola" più.

A proposito di diodi.
Sto cercando un sostituto per un diodo tvs collegato tra E G di un igbt di potenza.
La sigla sul componente dice solo 18ca, e dalle dimensioni ho capito e in contenitore (do 214aa).
https://docs.rs-online.com/61f2/0900766b812cffd1.pdf
Non potendo fidarmi completamente della sigla ne ho smontato uno buono, e ho cominciato a indagare le sue caratteristiche.
Dapprima l'ho alimentata salendo piano con la tensione attraverso una resistenza da 330 Ohm, invertendo la polarità ho verificato che si tratta di un soppressore bidirezionale con una tensione di stend off di circa 18 Volt, cosa discutibile visto che l'igbt si rompe se la tensione tra E e G arriva 20 Volt.
Ora devo testare tensione di bloccaggio (fattibile) e rapidità d'intervento, cosa probabilmente non rivelabile con mezzi casalinghi.

Grazie mille per le informazioni, sapevo che la curva caratteristica fosse quella riportata da @Maxvarese ma pensavo (erroneamente per inesperienza) che almeno in diodi con bassa tensione di Zener la corrente nella zona negativa fosse trascurabile.
Grazie ancora

Dino ha scritto: ↑mer 15 mar 2023, 22:36 ... in diodi con bassa tensione di Zener la corrente nella zona negativa fosse trascurabile.

Il ragionamento fatto sul "ginocchio" vale sempre, dipende da diodo a diodo.
Diciamo ("spannometricamente" parlando) che i diodi zener "migliori" (cioè quelli che hanno un "ginocchio" più pronunciato e quindi "funzionano meglio" ) sono quelli con tensioni di zener nell'intorno di 6V (intorno "molto largo" in realtà).
Prendila come una indicazione di principio e non come oro colato.

Maxvarese ha scritto: ↑mer 15 mar 2023, 15:10 A proposito di diodi.
Sto cercando un sostituto per un diodo tvs collegato tra E G di un igbt di potenza.
La sigla sul componente dice solo 18ca, e dalle dimensioni ho capito e in contenitore (do 214aa).
https://docs.rs-online.com/61f2/0900766b812cffd1.pdf
Non potendo fidarmi completamente della sigla ne ho smontato uno buono, e ho cominciato a indagare le sue caratteristiche.
Dapprima l'ho alimentata salendo piano con la tensione attraverso una resistenza da 330 Ohm, invertendo la polarità ho verificato che si tratta di un soppressore bidirezionale con una tensione di stend off di circa 18 Volt, cosa discutibile visto che l'igbt si rompe se la tensione tra E e G arriva 20 Volt.
Ora devo testare tensione di bloccaggio (fattibile) e rapidità d'intervento, cosa probabilmente non rivelabile con mezzi casalinghi.

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I tuoi post li seguo con estremo interesse e attenzione.

Conviene anche aggiungere un "carico" (una resistenza) in parallelo allo Zener. Lui essendo un diodo ha diritto a una corrente inversa, e quindi genera una caduta, ma il suo scopo e' di "assorbire" abbastanza corrente da far cadere abbastanza tensione attraverso la resistenza di protezione perche' il carico veda la tensione "giusta", non di assorbirla tutta lui...

A proposito del tvs bidirezionale.
Il componente riporta la sigla 18CA,
Verificando su questo datasheet lo da con un Breakdown Voltage max di 22,1 Volt, e un clamping voltage di 29,2 Volt .
L'igbt che deve proteggere rompe a 20 Volt.
In teoria sarebbe stato più adatto l' smcj15(c)a evidenziato in blu.
Non mi spiego il perché di tale scelta, non credo sia un errore l'apparecchio è stato costruito da un azienda fidatissima.
Gli igbt in questine costano 66 dollari l'uno, gradirei non romperli alla prima accensione.

Come dicevo devo trovare un giusto sostituto per un diodo tvs.
Fortunatamente nell'apparecchio c'ene sono 8 sei dei quali ancora buoni, allora ne ho smontato uno per testarlo a banco.
Mi sono costruito un traccia curve improvvisato, e ho tracciato la curva del diodo buono su oscilloscopio analogico in modalità x y.
X 5 Volt/div tensione ai capi del tvs
Y 2 Volt/div tensione su uno shunt da 500 Ohm ( corrente diodo i= V ÷ 500 )
Il breakdown voltage sembra essere a circa 19 Volt la prova nell'immagine si ferma a una corrente di 10 mA ma anche in una seconda prova dove sono arrivato a 50 mA la tensione non tocca mai anche se di poco i 20 Volt.
A breve, dovrebbero essermi consegnati i diodi che ho ordinato, eseguirò la medesima prova su di loro e selezionero' quello con il comportamento dinamico più simile.
Purtroppo il diodo è stato provato con una tensione variabile a 100 Hz, trattandosi di un TVS dovrei testarlo a frequenze più elevate o con un rapido transitorio.
Poi mi attrezzo....