Diode Zener (trop de courant consommé)

Considérons toujours un circuit de stabilisation de tension constitué d'une résistance R1 suivie d'une diode Zener D1 (tension Zener 4V).

Mais cette fois-ci, on consomme du courant à partir de la tension de sortie, à l'aide d'une résistance R2 : 

*
Va 1 0 sin(6 0.4 50 0 0 -123)
Vb 2 1 sin(0 1 37)
Vc 3 2 sin(0 2.3 23 0 0 30)
R1 3 4 100
D1 0 4 Z4V
R2 4 0 {R2}
.model Z4V D(Ron=0 Roff=1Meg Vfwd=0.6 Vrev=4)
.tran 1ms 0.3s
.step param R2 list 1000 100 10
.end
* Tracer V(3) V(4)

La tension d'entrée V(3) (courbe bleue) est toujours supérieure à la tension Zener de 4V.

Lorsque R2 est suffisante (ici 1000 Ohm), elle perturbe peu le système, et la tension de sortie V(4) reste constante égale à 4V (courbe verte supérieure).

Mais lorsque R2 est plus faible, la tension de sortie est parfois (deuxième courbe verte pour R2 = 100 Ohm) ou toujours (troisième courbe verte pour R2 = 10 Ohm) inférieure à 4V.

Que se passe-t-il ? La résistance R2 permet le passage de davantage de courant que la diode seule. Si ce courant est important, la chute de tension dans R1 est si importante que la tension à ses bornes dépasse parfois la valeur V(3) - 4V. Dans ce cas, V(4) devient inférieure à 4V et la Zener est en mode bloqué, la tension de sortie V(4) vaut alors une fraction fixe de la tension d'entrée V(3) (fraction déterminée par le pont des deux résistances).

Ainsi, la tension stable sauf lorsqu'on consomme trop de courant en sortie.

Remarque : on pourrait diminuer la valeur de R1 de manière à autoriser des courants de sortie plus élevés. Mais le courant dans la diode serait alors plus élevé et elle s'échaufferait plus fortement (puissance = courant dans la diode x tension de la diode), surtout lorsqu'il n'y a pas de courant consommé en aval. Si la puissance est trop élevée pour la diode, elle s'échauffe à trop haute température et claque.

Voir aussi :