Diodo Zener como regulador de voltaje
El diodo Zener puede usarse en aplicaciones de regulación de voltaje, tal y como se ilustra en el circuito de la Figura Figura 1. Esto es posible gracias a que su voltaje de ruptura es casi constante sobre un amplio intervalo de corrientes de polarización inversa.
En la fgura anterior se observa que la corriente de carga iL varia conorme cambia el valor de la resistencia de carga !L. "ara que este circuito opere como regulador del voltaje #L, se requiere que el dise$o del mismo contemple al diodo operando en su región zener. zener. En este punto, el voltaje en las terminales del diodo se mantiene casi constante en un valor #Z. %unque en la Figura 1 no sea visible, se considera que el valor de la uente de voltaje tambi&n var'a dentro del siguiente intervalo (min) (m*+.) # -# - #. El objetivo principal durante el dise$o de este tipo de circuitos es el de seleccionar un valor adecuado de resistencia !i que permita al diodo mantener un voltaje de salida casi constante, aun y cuando var'en, tanto el voltaje de entrada #, como la resistencia de carga !L. Esta resistencia !i limita la corriente a trav&s del diodo Zener y recibe el voltaje e+cedente entre # y #Z. na vez seleccionado el valor de la resistencia !i es importante considerar la potencia m*+ima que esta disipar* cuando por ella circule la corriente m*+ima considerada en el dise$o. "or otro lado, el diodo Zener q ue se seleccione, debe satisacer el voltaje de regulación del dise$o, y adem*s debe soportar los cambios en las corrientes de polarización p olarización inversas que se presenten al variar la resistencia de carga o el voltaje de la uente #. "ara ello, se debe considerar la potencia m*+ima que soportar* el dispositivo semiconductor. "or lo tanto, se recomienda estudiar detenidamente las /ojas de especifcaciones esp ecifcaciones que proporcionan los abricantes del diodo Zener seleccionado para determinar los par*metros de uncionamiento m*s importante y las limitaciones del dispositivo.
!ealizar el siguiente circuito
Diodo Zener como regulador de voltaje
Materiales • • • • • • • • •
1 diodo zener 1n023 0 diodos de silicio 1 transormador 145v614# 1 capacitor de 22 7F 1 resistencia de 1 89 1 resistencia de 155 9 1 resistencia de 44 9 1 osciloscopio 1 mult'metro digital
En los circuitos 1 y 4 /emos a$adido un Zener. El zener que estamos usando tiene un voltaje zener (#z) de 3.:. el zener orma un divisor de corriente con la carga (el zener est* en paralelo con la carga). La corriente que viene del rectifcador (a trav&s de la resistencia de 44 ;/m) se divide entre el zener y la carga. • •
i la carga demanda menos corriente < mas corriente le toca al zener. i la carga demanda m*s corriente < menos corriente le toca al zener.
Introducción
El diodo zener basa su uncionamiento en el eecto zener, de a/' su nombre. !ecordaremos que, en polarización inversa y alcanzada esta zona, a peque$os aumentos de tensión corresponden grandes aumentos de corriente. Este componente es capaz de trabajar en dic/a región cuando las condiciones de polarización lo determinen y una vez /ayan desaparecido &stas, recupera sus propiedades como diodo normal, no llegando por este enómeno a su destrucción salvo que se alcance la corriente m*+ima de zener =m*+ indicada por el abricante. Lógicamente la geometr'a de construcción es dierente al resto de los diodos, estribando su principal dierencia en la delgadez de la zona de unión entre los materiales tipo " y tipo >, as' como de la densidad de dopado de los cristales b*sicos.
Conclusión
?urante esta pr*ctica /emos logrado comprender el comportamiento de los diodos zener, y /emos podido observar por qu& razón es que estos son utilizados en los reguladores de voltajes pues /an sido dise$ados especialmente para trabajar en la zona de ruptura. @uando un zener esta polarizado de manera directa, se comportar* como un diodo normal, y cuando est* polarizado de manera inversa, mientras el voltaje sea menor al voltaje indicado en la /oja de datos del zener Anicamente pasar* una m'nima corriente por el diodo, sin embargo, cuando el voltaje de entrada a superado al voltaje del zener el voltaje del zener se mantendr* constante en sus terminales. Es importante colocar una resistencia en serie entre la uente y el diodo zener para limitar la corriente a un valor menor al de la limitación, pues de no ser as' el diodo zener se quemar'a. •
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El diodo zener /ace que la tensión de salida se mantenga y que no vari&, aunque vari& la tensión de entrada o la resistencia de carga Los zener est*n polarizados en inversa a dierencia de los normales. @uando el diodo zener esta inverso la corriente aumenta en gran cantidad debido a esto siempre debe llevar una resistencia. En la curva caracter'stica se muestra el uncionamiento de este.
Bibliografía
/ttpB66CCC.areatecnologia.com6electronica6diodoDzener./tml /ttpB66quidel.inele.uro.cl6j/uircan6"?F@G;==6reguieee.pd
Universidad Tecnológica de Panamá acultad de Mecánica !icenciatura de Mecánica industrial
!aboratorio de "lectrónica Diodo Zener como regulador de voltaje
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