Pentru a obține, la alegere, mai multe tensiuni stabilizate în trepte fixe plecând de la o tensiune continuă unică, Ui, putem apela la artificiul alăturat, care utilizează o singură celulă de stabilizare R1-DZ, divizor rezistiv adecvat în paralel cu dioda Zener, un tranzistor de medie putere (BD137, BD237 etc.) pe post de regulator serie și două condensatoare suplimentare de filtraj (se presupune că tensiunea de intrare Ui este bine filtrată pentru curentul de sarcină dorit).
Baza tranzistorului regulator este adusă la potențialul Uz sau la o fracțiune din acesta obținută cu ajutorul divizorului rezistiv R2-R4, în funcție de poziția comutatorului K. Tensiunea nominală a diodei, Uz, se alege cu cca 0,7 V mai mare decât tensiunea maximă dorită la ieșire.
Montajul orice recomandabil numai în cazul tensiunilor mici (sub 12 ÷ 15 V) și la curenți reduși de sarcină (până la cca 200 mA), în afara acestui domeniu putând apărea probleme serioase de disipație termică, în special pe tranzistorul regulator. Oricum, tranzistorul va fi montat pe un radiator în formă de U (tablă de aluminiu), cu suprafața de minimum 15 ÷ 20 cm².
De exemplu, plecând de la o sursă de tensiune continuă Ui ≈ 12 V pentru un curent de sarcină de 200 mA, putem realiza un mic stabilizator în trepte de valori uzuale, cum ar fi 4,5 V; 6 V; 7,5 V; 9 V. În acest caz se vor monta, evident, patru rezistoare în divizor în loc de trei. Dioda Zener DZ se va selecționa pentru Uz ≈ 9,7 V, din seria PL10Z, rezistența R1 se va lua de ordinul a 150 Ω / 1 W (tatonare experimentală, în funcție de factorul beta al tranzistorului), iar cele patru rezistențe din divizor se vor alege tot experimental, în urma unui calcul elementar. Se va avea în vedere faptul că tensiunea de ieșire, pentru orice poziție a lui K, este cu cca 0,7 V mai mică decât potențialul din bază, datorită căderii pe joncțiunea BE a tranzistorului. Suma rezistențelor din divizor se poate lua de cca 500 Ω ÷ 1 kΩ.
📌 Explicații de funcționare ale schemei
- Stabilizatorul parametric de bază: Rezistența R₁ și dioda Zener DZ formează un stabilizator parametric elementar. Rolul lui este de a menține o tensiune stabilă de referință Uz pe catodul diodei Zener, independent de micile fluctuații ale tensiunii de intrare +Ui.
- Divizorul de tensiune comutabil: În paralel cu dioda Zener este conectat un divizor rezistiv (R₂, R₃, R₄). Comutatorul rotativ K selectează diferite puncte ale acestui divizor, culegând o fracțiune din tensiunea stabilizată Uz și trimițând-o către baza tranzistorului T.
- Tranzistorul ca repetor pe emitor (regulator serie): Tranzistorul T funcționează ca un amplificator de curent în configurație de colector comun (repetor pe emitor). El preia potențialul de referință fixat de comutator în baza sa și îl reproduce la ieșirea +Uo. Deoarece joncțiunea Bază-Emitor (BE) a unui tranzistor cu siliciu are o cădere internă fixă de tensiune de aproximativ 0,6 V – 0,7 V, tensiunea finală stabilizată la ieșire va fi întotdeauna cu această valoare mai mică decât tensiunea din bază Uo = Ub – 0,7 V.
- Rolul condensatoarelor: Condensatorul C₁ netezește suplimentar tensiunea de comandă din bază, eliminând zgomotele sau paraziții ce pot apărea în timpul comutării treptelor, iar condensatorul mare C₂ (470 μF) acționează ca rezervor de energie la ieșire, menținând stabil semnalul în cazul unor variații bruște ale curentului cerut de sarcină.
🛠️ Ghid de piese echivalente moderne
- Tranzistorul T (BD137 / BD237): Tranzistoare NPN de medie putere în capsulă TO-126.
- Echivalent modern: Sunt piese standard care se fabrică și se găsesc foarte ușor și astăzi sub exact aceleași denumiri: BD137, BD139 sau BD237. O variantă mai puternică în capsulă TO-220 (ușor de montat pe radiator) este TIP31C.
- Dioda Zener DZ (Seria PL10Z): Diode Zener de 1 Watt produse în trecut de IPRS Băneasa.
- Echivalent modern: Se înlocuiesc cu diode Zener moderne de 1 W din seria 1N47xx (de exemplu, 1N4740A pentru o referință de 10 V). Valoarea exactă se alege adunând 0,7 V la tensiunea maximă dorită la ieșire.
- Condensatoarele C1 (47 μF) și C2 (470 μF): Condensatoare electrolitice.
- Echivalent modern: Se folosesc condensatoare electrolitice radiale moderne miniaturale de 47 μF / 25 V (pentru C₁) și 470 μF / 25 V sau 35 V (pentru C₂), care au un ESR (rezistență parazită) mult mai mic
