Un régulateur de tension à diode est un régulateur de tension dans lequel une seule diode agit comme dispositif de régulation de tension. Tout comme un régulateur de tension de circuit intégré (CI) conventionnel, la diode sert dans le circuit à prendre une tension d’entrée variable et à la convertir en une tension de courant continu (CC) constante et spécifique. Les diodes fonctionnent considérablement bien en tant que dispositifs régulateurs de tension en raison de leur caractéristique logarithmique d’avoir des changements de tension très minimes malgré des changements de courant relativement importants, offrant ainsi une bonne stabilité de tension dans un circuit lorsque les contraintes de conception sont respectées.
La diode la plus couramment utilisée qui fonctionne comme un dispositif régulateur est la diode Zener, qui réalise la régulation de tension le plus souvent par une méthode appelée polarisation inverse. Il s’agit d’une méthode dans laquelle l’anode de la diode, son fil positif, est connectée à la masse de l’alimentation, et la cathode, son fil négatif, est connectée au côté positif de l’alimentation. Lorsque cela se produit, l’alimentation fait chuter une tension aux bornes de la diode égale à la tension nominale maximale de la diode. La tension nominale maximale est la tension qui chute aux bornes de la diode Zener lorsqu’elle est connectée en polarisation inverse dans un circuit, tant que la tension d’alimentation est supérieure. Cette tension nominale est cruciale lors de la conception de la régulation de tension d’un circuit car elle décide de la tension de sortie régulée.
Si, par exemple, il y a une alimentation de 10 volts et une diode zener avec une tension nominale maximale de 5.1 volts, la diode zener coulera 5.1 volts. Un composant placé en parallèle recevra également cette même tension de sortie régulée, car les circuits obéissent à la règle selon laquelle tous les composants en parallèle reçoivent la même tension. C’est ainsi que la régulation de tension de diode est réalisée pour un circuit.
Une règle supplémentaire lors de la création d’un circuit régulateur de tension de diode consiste à placer une résistance avant la diode. Une résistance peut être et est généralement toujours placée avant la diode de sorte que s’il y a une tension excessive, elle tombe à travers la résistance et ne brûle pas la diode Zener, qui peut être rendue défectueuse si une tension d’alimentation excessive lui est fournie. Dans l’exemple d’une alimentation de 10 volts et d’une diode Zener avec une tension nominale maximale de 5.1 volts, la diode Zener coulerait de 5.1 volts et les 4.9 volts restants couleraient à travers la résistance, de sorte que tous les 10 volts ne couleraient pas à travers la diode. Ainsi, la résistance avant la diode Zener fonctionne comme un dispositif de sécurité pour faire chuter une tension excessive à ses bornes afin que la diode Zener ne reçoive pas plus de tension que ce qui est nécessaire.
Une autre façon de connecter une diode Zener dans un circuit de régulation de tension, bien que moins couramment utilisée, consiste à la connecter selon une méthode appelée polarisation directe. Il s’agit d’une méthode dans laquelle l’anode de la diode est connectée au côté positif de l’alimentation et sa cathode est connectée à la masse de l’alimentation. Dans un agencement tel que celui-ci, la diode chutera sa chute de tension de fonctionnement, qui est typiquement d’environ 0.7 volt. Cette méthode n’est pas aussi populaire car elle ne laisse tomber qu’une tension légèrement inférieure à la tension émise par l’alimentation et n’est pas aussi flexible dans les différentes plages de valeurs que les tensions nominales maximales.
Un régulateur de tension à diode peut bien fonctionner comme régulateur de tension, mais lorsque la précision est essentielle, un meilleur choix est un régulateur de tension IC, qui contient davantage de mécanismes de régulation intégrés. Si un régulateur de tension à diode contient des décalages de courant suffisamment importants, il peut produire une tension différente. Cependant, lorsque la précision n’est pas trop importante, les régulateurs de tension à diodes peuvent être un bon choix.