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Omnikalc

Calculer la résistance d'une diode Zener

Dimensionnez la résistance série d'un régulateur de tension à diode Zener et vérifiez la puissance que doivent supporter la résistance et la diode.

Mis à jour le
Vos paramètres
V

Valeur hors limites

V

Valeur hors limites

mA

Valeur hors limites

mA

Valeur hors limites

W

Valeur hors limites

Résultats

Résistance série

276 Ω

Choisissez la valeur normalisée immédiatement inférieure pour garder le courant Zener au-dessus du minimum
Puissance dissipée dans la résistance
0,173 W
Puissance dans la Zener sans charge (pire cas)
0,128 W
Dans la puissance nominale avec de la marge
Courant total dans la résistance
25 mA

Le régulateur à diode Zener

Une diode Zener conduit en inverse dès que la tension atteint sa tension Zener Vz, puis maintient cette tension presque constante. Avec une résistance en série, elle forme le régulateur de tension le plus simple : la résistance absorbe l’excès de tension et la Zener dérive le courant que la charge ne consomme pas.

Dimensionner la résistance

La résistance doit laisser passer le courant de charge plus un courant Zener minimal, même à la tension d’entrée la plus basse :

R = (Ve min − Vz) ÷ (I charge + I Zener min)

Le courant Zener minimal maintient la diode dans sa zone de régulation ; 5 mA, ou environ 10 % du courant maximal, est un choix courant.

Exemple

De 12 V à 5,1 V, pour une charge de 20 mA et un courant Zener minimal de 5 mA :

  • R = (12 − 5,1) ÷ 0,025 = 276 Ω ; prenez la valeur normalisée inférieure, 270 Ω ;
  • puissance dans la résistance : 6,9² ÷ 276 ≈ 0,17 W : une résistance de 0,25 W, ou mieux 0,5 W ;
  • pire cas pour la Zener, charge débranchée : les 25 mA la traversent, soit 5,1 × 0,025 ≈ 0,13 W, bien en dessous de 0,5 W.

Vérifier les cas extrêmes

  • Entrée minimale, charge maximale : le courant Zener doit rester au-dessus du minimum, sinon la sortie chute.
  • Entrée maximale, sans charge : le courant et la dissipation de la Zener sont maximaux. Calculez-les avec la tension d’entrée la plus haute.
  • Déclassez la puissance de la Zener à haute température, souvent de moitié.

Limites du régulateur Zener

  • Il gaspille de l’énergie : tout le courant traverse la résistance en permanence.
  • La tension de sortie varie un peu avec le courant et la température (résistance dynamique et coefficient de température de la Zener).
  • Au-delà de quelques dizaines de milliampères, un régulateur intégré (78xx, LDO) ou un convertisseur à découpage est plus efficace et plus précis.

Le montage Zener reste utile pour les références de tension, l’écrêtage, la protection contre les surtensions et la polarisation de petits circuits.

Questions fréquentes

Comment calculer la résistance série d'une Zener ?

R = (Ve min − Vz) ÷ (courant de charge + courant Zener minimal).

Quel courant Zener minimal choisir ?

Souvent 5 mA, ou environ 10 % du courant maximal de la diode.

Quelle puissance dissipe la Zener ?

Au pire, sans charge et à l'entrée maximale, Vz × (Ve − Vz) ÷ R.

Quand préférer un régulateur intégré ?

Au-delà de quelques dizaines de milliampères, ou quand le rendement et la précision comptent.

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

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Résultats indicatifs fournis à titre d'information. Ils ne remplacent pas l'avis d'un professionnel.