Re: diodi zener

From: Franco <inewd_at_hotmail.com>
Date: Wed, 30 Mar 2011 14:16:08 -0700

On 3/30/2011 12:28, Elio Fabri wrote:

>> Nel caso di effetto zener, che si verifica in giunzioni fortemente
>> drogate, la larghezza della barriera dipende dalla temperatura, quando
>> questa aumenta la barriera si abbassa e la tensione di zener diminuisce.
>> ...
Approfitto per correggere un errore. E` l'altezza della barriera che
dipende dalla temperatura, come poi ho anche scritto dopo.

> Il mio lontano ricordo mi dice che il primo tipo fornisce tensioni
> zener relativamente alte rispetto al secondo tipo.
> E che in mezzo si trova una regione dove si puo' avere coeff. di
> temperatura nullo: 5.6 volt?

L'effetto zener e` a bassa tensione (quasi il solo per tensioni minori
di 4 Eg/q) la valanga a tensioni piu` alte (>6 Eg/q, dove Eg e`
l'ampiezza della banda proibita del silicio). In mezzo c'e` appunto la
zona intorno a 5V-6V in cui il coefficiente di temperatura e` nullo.

> Pero' a quanto ricordo (ma parlo di 30 anni fa o piu') i regolatori di
> tensione, anche quelli definiti "di precisione" avevano alla base uno
> zener.
> Come stanno le cose oggi?

Gli zener, se fatti bene con la tecnologia necessaria, sono dei buoni
riferimenti di tensione, stabili ma poco precisi. Non sono usati negli
integrati di regolazione per tre ragioni principali, una e` che sono
stabili a tensioni troppo alte rispetto a quanto serve per gli
integrati. Per stabilizzare l'uscita a 5V non e` conveniente partire da
tensioni piu` alte come riferimento. Il secondo motivo e` che per avere
uno zener buono e` necessaria una tecnologia che non e` disponibile per
la costruzione dei normali circuiti integrati. Aggiungere passi di
integrazione per ottenere i drogaggi necessari costerebbe troppo. Infine
lo zener e` intrinsecamente non preciso. Anche il piu` stabile
(.05ppm/K) comunque ha una incertezza della tensione iniziale da 7V a
7.5V! (i dati sono dell'LTZ1000,
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1000afc.pdf)

Attualmente si usano come generatori di tensione di riferimento, stabile
e precisa, i circuiti di tipo band-gap. Si ha una parte di circuito che
eroga una tensione proporzionale alla temperatura assoluta, sfruttando
il termine kT/q che compare in tutta l'elettronica allo stato solido. Si
fa in modo che la tensione generata abbia un coefficiente di temperatura
di circa +2.2mV/K, si mette in serie a questa tensione la VBE di un
transistore bipolare che ha coefficiente di temperatura di circa
-2.2mV/K e si ha una tensione stabile.

Il valore di questa tensione risulta essere pari al band gap del silicio
estrapolato a 0K, circa 1.28V.

Questi riferimenti sono compatibili con la normale tecnologica degli
integrati bipolari, sono stabili e generano una tensione bassa che va
giusto bene con il resto del circuito.

Trent'anni fa erano gia` in uso (ad esempio nel 7812): tutti quelli che
hanno studiato sul Millman hanno imparato che nello schema del 7812 il
riferimento e` lo zener a sinistra. Quello in realta` e` solo il
circuito per far partire l'integrato, il riferimento e` altrove.

Qui http://www.national.com/rap/Application/0,1570,24,00.html la storia
del band-gap, che compie quest'anno 40 anni di utilizzo.


-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, dar�ber mu� man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Received on Wed Mar 30 2011 - 23:16:08 CEST

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