Stabilizzatore a diodo Zener
Circuito classico Rs + Zener per mantenere costante una tensione a basso carico (LED di segnalazione, riferimenti, bias di un transistor). Per correnti > 100 mA preferisci un regolatore lineare (LDO) o switching.
Parametri
Iz min tipica 5 mA (mantiene lo Zener in regolazione). Per precisione usa 10 % di Iz nominale da datasheet.
Risultato
Rs consigliata
133 Ω
Rs_max teorica = 156 Ω
P sullo Zener (worst)
381 mW
P sulla resistenza
739 mW
Formula: Rs = (Vin_min − Vz) / (Iz_min + I_carico)
Usa uno Zener con potenza ≥ 2× la P calcolata. Per carichi > 100 mA preferisci un LDO o un regolatore switching.
Come dimensionare
- Scegli Vz dalla tabella Zener E24 (3,3 - 5,1 - 6,2 - 9,1 V, ...).
- Calcola Rs_max con Vin_min e carico massimo: Rs_max = (Vin_min − Vz) / (Iz_min + I_L).
- Scegli Rs vicino a Rs_max (80-90 %) per limitare la dissipazione.
- Verifica la potenza nel worst case (Vin_max e carico scollegato): Pz = Vz · (Vin_max − Vz) / Rs.
- Scegli un diodo con Pz_nom ≥ 2× P calcolata (margine termico).
Valori comuni
- Zener 5,1 V da 500 mW (1N4733A) — riferimento per MCU 5 V.
- Zener 3,3 V da 500 mW (1N4728A) — riferimento per ESP/Arduino 3,3 V.
- Zener 12 V da 1 W (1N4742A) — limitatore automotive.
- Zener 15 V da 1 W (1N4744A) — crowbar protezione over-voltage.
Limiti
Il regolatore Zener spreca tutta la corrente eccedente come calore, quindi ha rendimento basso (spesso < 30 %). Per progetti efficienti usa un regolatore switching. Lo Zener è perfetto come riferimento di precisione o per "ripulire" piccole correnti.