El diodo Zener

 

 

Una unión o juntura PN de silicio convencional tiene excelentes características de operación como diodo rectificador. Su resistencia en polarización directa es muy baja, lo que permite un flujo grande de corriente.

Su resistencia en polarización inversa es muy alta, lo que hace que el diodo aparezca casi como un circuito abierto. Si se aumenta la polarización inversa, se alcanza un voltaje en el que la unión se descompone y la corriente aumenta a un valor alto. Si se construye adecuadamente el diodo, los efectos de la ruptura no son permanentes y el diodo vuelve a la operación normal de diodo cuando se reduce la polarización inversa por debajo del punto de ruptura. El voltaje en el que ocurre la ruptura se conoce generalmente como voltaje de avalancha o de Zener, y el diodo diseñado para utilizar las características de este voltaje de avalancha o Zener se conoce como diodo Zener.

 

Cuando se polariza al diodo Zener en dirección directa, sus características de voltaje-corriente son idénticas  a las de un diodo convencional de silicio, refiérase a la figura 1 Cuando se polariza en dirección inversa, se comporta igual que un diodo convencional de silicio, hasta alcanzar el valor del voltaje de ruptura inverso. En este punto, la corriente inversa aumenta rápidamente mientras que la caída de voltaje a través del diodo permanece prácticamente constante. Esta característica de mantener una caída relativamente constante de voltaje (Vz) en variaciones amplias de corriente (Iz} hace del diodo Zener un dispositivo útil de referencia y regulación de voltaje.

 

Las aplicaciones industriales y comerciales para los diodos Zener abarcan un rango extenso- Entre los más comunes están los elementos de referencia de voltajes, supresores de torrentes, limitadores de voltaje generadores de ruido, comparadores de voltaje, reguladores de voltaje por retroalimentación    y reguladores de voltaje de tipo paralelo de fuerza bruta.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


La representación esquemática de un  diodo zener es

 

 

 

 

 

 

 


Regulación del voltaje del diodo zener

 

 

Una aplicación muy común de tos diodos Zener se encuentra en los reguladores de voltaje. Los reguladores de voltaje que se utilizan con fuentes de poder de CD ayudan a mantener el voltaje a través de la carga constante o casi constante bajo condiciones variables de corriente de carga o voltaje de entrada.

En la figura 2 se muestra un circuito regulador típico en paralelo con diodo Zener. El diodo Zener está polarizado inversamente por la fuente ES de voltaje de línea de CD y está en conducción Zener. El voltaje Vz  de Zener también es el voltaje de carga EL. Ya que Vz es constante (suponiendo características ideales de Zener) con la corriente variable hasta la Zener. es posible que EL sea constante aunque varió la carga RL y el voltaje ES de entrada.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Por ejemplo, suponga que Vz = 10V y que ES fluctúa entre 25 y 35 V. Cuando ES = 25V el diodo Zener mantiene constante a EL en 10V y los 15V restantes aparecen a través de la resistencia RS en serie. Al aumentar F.S a 35 V. EL se mantiene en 10V y caen 25V a través de la resistencia RS en serie, por lo que las fluctuaciones de ES provocan fluctuaciones en ERS aunque El. se mantiene esencialmente constante. Sin embargo, debido a que el Zener no es ideal, pueden ocurrir ligeras fluctuaciones a través de sus terminales.

 

Con frecuencia el voltaje de línea ES de CD es relativamente constante pero varia !a resistencia RL de carga.

Nuevamente el diodo Zener tiende a mantener constante el voltaje FL de carga. En esos circuitos la caída de voltaje a través de la resistencia RS y la corriente a través de la misma son constantes. Al variar la carga RL, varía las corrientes en el Zener y en ¡a carga. Si aumenta la corriente IL de carga, disminuye la corriente Iz  de Zener en la misma cantidad, manteniendo la corriente de línea y en consecuencia, hace que todas las caídas de voltaje queden sin cambio.