Testarea diodelor Zener se poate obține cu un montaj compus dintr-un circuit integrat din seria 741, ce are atașată o diodă LED ca indicator. Cu o scală în jurul axului potențiometrului de 10 kΩ se poate determina valoarea tensiunii Zener a diodei testate.
Explicație de funcționare
Circuitul funcționează ca un voltmetru cu punte de comparare, utilizând un amplificator operațional uA741 pentru a determina precis punctul de străpungere în avalanșă al diodei Zener testate (DZ).
- Etajul de referință variabilă: Potențiometrul de 10 kΩ înseriat cu semireglabilul de calibrare de 1 kΩ formează un divizor de tensiune reglabil pe linia de alimentare de 30 V. Tensiunea culeasă de pe cursorul potențiometrului este aplicată pe intrarea neînversoare (pinul 3, +) a amplificatorului operațional, servind ca tensiune de referință ajustabilă manual.
- Urmărirea tensiunii (Repetorul/Comparatorul): Amplificatorul operațional 741 este conectat într-o configurație mixtă de repetor de tensiune și comparator, având reacția de la ieșire (pinul 6) adusă la intrarea înversoare (pinul 2, -). Ieșirea sa debitează curent în dioda Zener testată (DZ) prin intermediul unui LED indicator de control înseriat.
- Determinarea pragului Zener: Atâta timp cât tensiunea reglată din potențiometru (pe pinul 3) este mai mică decât tensiunea de străpungere a diodei DZ, dioda Zener rămâne blocată (nu conduce curent spre masă). Ieșirea operaționalului urmărește fidel intrarea crescătoare, însă curentul prin ramură este zero, astfel că LED-ul de la pinul 6 rămâne stins. În momentul exact în care tensiunea de la pinul 3 depășește cu un milivolt pragul Zener al diodei DZ, dioda intră brusc în conducție (străpungere). În acest moment, curentul începe să circule puternic prin ramură spre masă, iar LED-ul de la ieșire se aprinde instantaneu.
- Citirea valorii: Operatorul rotește potențiometrul de la zero în sus până când observă aprinderea LED-ului. Deoarece poziția axului potențiometrului corespunde unei tensiuni liniare cunoscute, valoarea tensiunii Zener se citește direct pe scala gradată din jurul butonului. LED-ul de pe ramura de 5,6 kΩ servește pur și simplu ca martor de prezență a tensiunii de alimentare (+30V).
Piese echivalente moderne
Deși schema provine dintr-o publicație austriacă retro, ea folosește o topologie analogică curată ce poate fi implementată foarte ușor cu componente actuale:
- Circuitul integrat 741: Clasicul amplificator operațional uA741 (sau LM741) se produce și se găsește în continuare fără probleme în capsulă standard DIP-8. Pentru o precizie și mai mare (curenți de intrare mai mici), se poate înlocui direct, fără a schimba pinii, cu circuite cu intrări JFET precum TL071 sau LF351, având grijă ca tensiunea maximă de alimentare suportată de integratul ales să poată atinge 30V.
- Potențiometrul de 10 kΩ și Semireglabilul de 1 kΩ: Se vor folosi componente moderne de carbon. Pentru potențiometrul de panou se recomandă un model liniar (notat cu A sau Lin) pentru ca divizarea tensiunii pe scală să fie perfect proporțională cu unghiul de rotație. Pentru semireglabilul de 1 kΩ se poate alege un model multitură (tip Bourns 3296W) pentru o calibrare inițială extrem de precisă a capătului de scală.
- Diodele LED: Se poate folosi orice tip de LED modern standard de 3 mm sau 5 mm (de exemplu, un LED verde pentru alimentarea generală și unul roșu pentru indicarea pragului Zener).
- Rezistența de 5,6 kΩ: Se utilizează o rezistență standard cu peliculă metalică de 0,25 W sau 0,5 W cu toleranță de 1%.
- Alimentarea de +30V: Această tensiune relativ mare este necesară pentru a putea testa o plajă largă de diode Zener (uzual cele între 2,7 V și 27 V). Poate fi asigurată dintr-o sursă stabilizată de laborator sau prin înserierea a două surse mai mici de tensiune continuă.
