W zadaniach ze stabilizatorem na diodach Zenera kluczowe są dwa kroki: odczyt napięcia stabilizacji z wykresu oraz zrozumienie, jak diody są włączone w obwodzie.
1) Odczyt z charakterystyki dla 40 mA
Diody Zenera w kierunku zaporowym nie mają stałego, idealnego napięcia. Napięcie stabilizacji zależy od prądu (oraz temperatury). Dlatego nie wolno zgadywać wartości "z nazwy" (np. 4,7 V), tylko trzeba odczytać z charakterystyki statycznej napięcie odpowiadające prądowi wstecznemu 40 mA.
2) Dwie identyczne diody w układzie
Na schemacie są dwie identyczne diody Zenera D1 i D2. W typowym stabilizatorze, jeśli diody są połączone tak, że napięcie między punktami A i B obejmuje obie diody, to napięcie UAB jest w przybliżeniu sumą napięć stabilizacji na każdej z nich (dla tego samego prądu wstecznego).
Dlaczego poprawne jest "9,4 V"
Wartość 9,4 V odpowiada sytuacji, w której każda z diod ma około 4,7 V przy 40 mA, a układ wymusza sumowanie napięć na dwóch elementach. To typowy sposób uzyskania napięcia odniesienia wyższego niż pojedyncza dioda Zenera.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne
- "4,4 V" – sugeruje odczyt napięcia pojedynczej diody (i to jeszcze zaniżony) albo odczyt z niewłaściwego miejsca charakterystyki/prądu. Przy dwóch diodach w konfiguracji dającej UAB na obu elementach wynik powinien być wyraźnie większy.
- "5 V" – jest typową "okrągłą" wartością myloną z napięciami logicznymi lub przybliżeniami. Bez odczytu z wykresu dla 40 mA nie da się jej uzasadnić, a dla dwóch diod zwykle byłaby za mała.
- "1,4 V" – to wartość kojarzona z przewodzeniem dwóch złącz krzemowych (ok. 2 × 0,7 V) w kierunku przewodzenia, a nie z pracą Zenera w kierunku zaporowym. To błąd polegający na pomyleniu trybu pracy diody.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw ustal, czy pytanie dotyczy przewodzenia (ok. 0,7 V na złączu) czy przebicia Zenera (kilka woltów i zależność od prądu). Następnie dopiero zdecyduj, czy napięcia w układzie się sumują, czy nie.
