Diodo zener - Funcionamiento y aplicaciones
La Curva Característica del Diodo Zener
El diodo Z tiene una característica V(I) que se parece a la letra "Z". A diferencia de un diodo ordinario, el diodo Zener funciona en el régimen de bloqueo o 3er cuadrante (polarización inversa). Cuando se alcanza una determinada tensión de ruptura, se produce el efecto Zener y el efecto avalancha, en el que la corriente aumenta bruscamente sin destruir el diodo Zener. En polarización directa, el diodo Zener funciona como un diodo ordinario.
La Curva Característica del Diodo Zener
Diodo Zener como regulador de voltaje
Una aplicación frecuente del diodo Zener es la estabilización de la tensión. El circuito convierte una tensión de entrada variable V1 en una tensión de salida estabilizada V2. A continuación se muestra el circuito básico:
Diodo Zener como Regulador de tensión - diagrama del circuito
El resistor en serie R1 sirve para proteger contra un exceso de corriente que podría destruir el diodo zener. Para calcular el resistor R1, hay que tener en cuenta dos escenarios del peor caso:
Peor caso 1: La tensión de entrada sube a su valor máximo V1(máx) y al mismo tiempo el circuito tiene una corriente de carga mínima Icarga(min). Esto significa que la corriente máxima debe pasar a través del diodo Zener.
Peor caso 2: La tensión de entrada cae a su valor mínimo V1(min) y al mismo tiempo el circuito se carga con la corriente de salida máxima Icarga(max). Esto significa que por el diodo Zener debe circular una corriente mínima.
Diodos Zener Hoja de datos - Fichas técnicas
Diodos Zener Hoja de datos - Fichas técnicas - ejercicio
Nota: Si, como en este caso, la corriente Z mínima no se especifica en la hoja de datos, se aplica la regla del pulgar:
IZ(mín) = 0,1 IZ(máx)
Exercício
Las variables medidas en el siguiente circuito son las siguientes: UV varía entre 29 y 32 V. La corriente de carga varía entre 5 mA y 22 mA. La tensión Zener puede considerarse constante.
Diodo Zener como Regulador de tensión - diagrama del circuito
- Calcula la resistencia en serie R1 y selecciónala en la serie E12.
- ¿Para qué potencia debe diseñarse esta resistencia?
- ¿Cuáles son las consecuencias si esta resistencia se diseña demasiado pequeña o demasiado grande?
