Che cos'è un regolatore di tensione a diodi?
Un regolatore di tensione a diodi è un regolatore di tensione in cui un singolo diodo funge da dispositivo di regolazione della tensione. Proprio come un convenzionale regolatore di tensione a circuito integrato (IC), il diodo serve nel circuito per prendere una tensione di ingresso variabile e convertirla in una specifica corrente continua costante (CC). I diodi funzionano considerevolmente bene come dispositivi di regolazione della tensione a causa della loro caratteristica logaritmica di avere variazioni minime della tensione nonostante variazioni di corrente relativamente sostanziali, fornendo così una buona stabilità della tensione in un circuito quando vengono rispettati i vincoli di progettazione.
Il diodo più comunemente usato che funziona come un dispositivo di regolazione è il diodo zener, che raggiunge la regolazione della tensione più comunemente attraverso un metodo chiamato polarizzazione inversa. Questo è un metodo in cui l'anodo del diodo, il suo conduttore positivo, è collegato alla terra dell'alimentatore e il catodo, il suo conduttore negativo, è collegato al lato positivo dell'alimentatore. In questo caso, l'alimentatore fa scendere una tensione attraverso il diodo pari alla tensione massima del diodo. La tensione nominale massima è la tensione che viene fatta cadere attraverso il diodo zener quando è collegato in polarizzazione inversa in un circuito, purché la tensione di alimentazione sia di tensione maggiore. Questa valutazione della tensione è cruciale quando si progetta la regolazione della tensione di un circuito perché decide l'uscita di tensione regolata.
Se, ad esempio, è presente un'alimentazione di 10 volt e un diodo zener con una tensione massima di 5,1 volt, il diodo zener affonderà 5,1 volt. Un componente posizionato in parallelo riceverà anche la stessa uscita di tensione regolata, poiché i circuiti obbediscono alla regola che tutti i componenti in parallelo ricevono la stessa tensione. Ecco come si ottiene la regolazione della tensione del diodo per un circuito.
Un'ulteriore regola quando si crea un circuito regolatore di tensione del diodo è che uno posiziona un resistore prima del diodo. Un resistore può essere ed è sempre posizionato davanti al diodo in modo che se c'è una tensione eccessiva, cade attraverso il resistore e non brucia il diodo zener, che può essere reso difettoso se viene alimentata una tensione di alimentazione eccessiva. Nell'esempio di un alimentatore di 10 volt e un diodo zener con una tensione massima di 5,1 volt, il diodo zener affonderebbe 5,1 volt e i restanti 4,9 volt affonderebbero attraverso il resistore, in modo che non tutti i 10 volt sprofondassero il diodo. Pertanto, il resistore davanti al diodo zener funziona come un dispositivo di sicurezza per far cadere una tensione eccessiva su di esso in modo che il diodo zener non riceva più tensione di quanto sia necessario.
Un altro modo per collegare un diodo zener in un circuito per la regolazione della tensione, sebbene meno comunemente usato, è collegarlo in un metodo chiamato polarizzazione diretta. Questo è un metodo in cui l'anodo del diodo è collegato al lato positivo dell'alimentatore e il suo catodo è collegato alla terra dell'alimentatore. In una disposizione come questa, il diodo diminuirà la sua caduta di tensione operativa, che in genere è di circa 0,7 volt. Questo non è così popolare di un metodo perché diminuisce solo una tensione leggermente inferiore alla tensione emessa dall'alimentatore e non è flessibile in diversi intervalli di valori come lo sono i valori di tensione massima.
Un regolatore di tensione a diodi può funzionare bene come dispositivo di regolazione della tensione, ma quando la precisione è la chiave, una scelta migliore è un regolatore di tensione IC, che contiene più meccanismi di regolazione integrati. Se un regolatore di tensione a diodi contiene variazioni abbastanza ampie di corrente, può produrre una tensione diversa. Quando la precisione non è troppo importante, tuttavia, i regolatori di tensione a diodi possono essere una buona scelta.