Realizziamo uno Zener Tester

Livello di difficoltà    

Ricavare il valore di tensione di un diodo zenere è sempre stato semplice, le case costruttrici lo stampigliano sul corpo dello stesso con una sigla dove si individia il gruppo, in genere BZY… e il valore, tipo 5v6. Si intuisce che il valore di zener è 5,6v e appartiene alla famiglia BZY, una veloce ricerca in rete e ricaviamo tutto il necessario. Tante volte si presenta il caso in cui la serigrafia è rovinata dalla eccessiva temperatura, oppure troviamo un codice non decifrable e il proseguire di una monovra di riparazione di una scheda ci impone di valutare il corretto funzionamento di quello zener. Si presenta utile il circuito nella figura in basso:

Schema elettrico

Tutti conosciamo il funzionamento di un diodo ZENER, è un componente che polarizzato direttamente si comporta come un normale diodo, se lo polarizziamo inversamente, applicando una tensione variabile ai capi della giunzione, in essa fluirà una piccolissima corrente fino ad uno specifico valore di tensione, chiamato di breakdown, superato tale valore la corrente aumenta vertiginosamente. Per utilizzare lo zener va connesso in serie ad una resistenza di valore adeguato affinché ne limiti la corrente massima a 10 mA esempio o anche 20 mA a seconda del tipo e della potenza. Polarizzare in maniera corretta un diodo zener e tenerlo sotto test, consente al tecnico riparatore o al progettista di valutare alcuni parametri, tra cui:

• la stabilità della tensione in base alla corrrente di polarizzazione

• la dissipazione termica limite

• effetto valanga, dovuto all’aumento di temperatura

Il circuito che vi propongo va alimentato con una tensione continua di 25v prelevata da un qualsiasi alimentatore variabile. Per tensioni di prova superiori vanno sostituiti i transistor con un modello che lavori con tensioni più elevate. Il tutto è utile a testare un diodo zener preso a caso e valutarne il corretto funzionamento. T1 e T2 funzionano come generatore di corrente costante, La resistenza R4 polarizza la base di T1 portando in conduzione lo stesso transistor, in maniera tale da far fluire una corrente tra collettore ed emettitore di T1 e il diodo zener D1 sotto esame (DUT: Diode Under Test), chiudendo uno dei tre interruttori, qualora la tensione Vbe di T2 tentasse di superare il valore di 0,65v, lo stesso T2 si porta in conduzione modificando la polarizzazione sulla base di T1, diminuendone il potenziale. Effetto tale che consente di stabilizzare la corrente su un valore prescelto, quantizzabile con la relazione matematica:

Imax = 0,65 / R  

dove R si intende il valore di R1 o R2 o R3. Nel caso del circuito le correnti di test risultano chiudendo:

• S1 -> 2,4 mA
• S2 -> 6,5 mA
• S3 -> 24 mA

Chiudendo più di un interruttore è logico che le correnti si sommano.

Inserendo nel circuito uno zener sotto test (D1 zener DUT) e un volmetro, in sostituzione anche un multimetro si presta allo scopo, si ricava il valore di tensione del componente sotto test.

Elenco dei componenti

• D1 Zener DUT (Diodo sotto test)
• R1 27 ohm
• R2 100 ohm
• R3 270 ohm
• R4 47K
• T1, T2 BC547
• S1, S2, S3 Interruttore

Realizzazione pratica

Come è evidente, il circuito è molto semplice e non mostra alcuna criticità. per il montaggio dei componenti si può utilizzare una basetta “millefori” e cominciare con il posizionare le resistenze e i due transistor, tracciare le piste stagnando tra un foro e l’altro (o con l’utilizzo di sottili conduttori) e fissando con una punta di stagno. Infine si posizionano gli interruttori. Il collegamento al Voltmetro e al Diodo sotto esame si ricava collegando dei fili di colore rosso e nero, con delle piccole pinzette sulle estremità, anch’esse dello stesso colore. Idem per l’alimentazione da collegare esternamente a un generatore variabile, fissando la tensione a 25 volt.

Conclusione

Questo circuito è utile come gadget da laboratorio oppure come prova didattica per apprendere la teoria del generatore di corrente costante, inoltre vuole dare un cenno teorico a chi si affaccia alla materia e un utile oggetto a chi fa dell’elettronica un lavoro o anche un hobby.