DIODES ZENER Stabilisateurs de tensions continues

Bien que les diodes zener aient la même forme que les diodes au silicium et une bague colorée permettant d’identifier leur cathode, elles 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 de la figure 103.

Le marquage sur leur corps, par exemple 4V5 – 5V1 – 7V5 – 12 – 15 –18 – 33 etc., indique la valeur de la tension qu’elles sont en mesure de fournir.

En d’autres termes, on utilisera une diode zener marquée 5V1 lorsqu'il sera nécessaire de stabiliser une tension continue, d’une valeur bien évidemment plus importante (7–10–12–15 volts), sur une valeur fixe de 5,1 volts.

Une diode zener marquée 18 sera utilisée pour stabiliser une tension continue d’une valeur plus élevée (22 – 25 –30 volts) sur la valeur fixe de 18 volts.

Pour stabiliser une tension à l’aide d’une diode zener, il faut toujours relier sa cathode à une résistance de chute (voir R1, figure 104).

En effet, une diode zener directement reliée à la tension qu’elle doit stabiliser, sans aucune résistance, rendra l'âme 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 de celle de la diode zener utilisée.

La formule permettant de connaître la valeur en ohms de cette résistance est:

où:
Ω: est la valeur de la résistance à utiliser.
Vcc: est la valeur de la tension appliquée sur la résistance.
Vz: est la valeur de la tension de la diode zener utilisée.
0,025: est le courant moyen de travail en ampère.

Imaginons que nous ayons une tension de 12 volts (voir figure 105) et que nous voulions la stabiliser à 5,1 volts, nous devrions alors nous procurer une diode zener de 5,1 volts et la relier ensuite aux 12 volts en passant par une résistance qui aurait une valeur de:

(12 – 5,1) / 0,025 = 276 Ω

Cette valeur n’étant pas une valeur standard, nous chercherions la valeur la plus proche dans la progression E12 (voir leçon n° 2), c’est-à-dire 270 ohms.

Pour stabiliser une tension de 27 volts (voir figure 106), à 15 volts, il est nécessaire de se procurer une diode zener de 15 volts et de la relier aux 27 volts, par l’intermédiaire d’une résistance d’une valeur de:

(27 – 15) / 0,025 = 480 Ω

Cette valeur n’étant pas non plus une valeur standard, il faut donc chercher la valeur la plus proche, c’est-à-dire 470 Ω.
Il faut toujours avoir présent à l’esprit le fait que, comme n’importe quel autre composant, les diodes zener ont, elles aussi, leur tolérance. La tension que vous stabiliserez n’aura donc jamais la valeur exacte indiquée sur leur corps.
En d’autres termes, sur la sortie d’une diode zener de 5,1 volts, on pourra trouver une tension comprise entre 4,8 volts et 5,4 volts, et sur la sortie d’une diode zener de 15 volts, on pourra trouver une tension comprise entre 13,8 et 15,6 volts (voir tableau 13).