OBJETIVO GENERAL
Medir los efectos de las polarizaciones directa e inversa en un diodo Zener.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar y graficar las características de voltaje corriente de un diodo Zener.
Construir un regulador de voltaje, Zener y determinar, de manera experimental, el intervalo dentro del cual el diodo Zener produce un voltaje constante.
AUTOEVALUACIÓN
l. Cuando un diodo Zener se utiliza como regulador de voltaje debe tener polarización INVERSA (directa,inversa). 2. Si las especificaciones del fabricante indican que el voltaje de salida de cierto diodo Zener es de 10 V ± 10% de tolerancia, el Vz de dicho diodo está entre 9V Y 11V. 3. La corriente de un diodo Zener de 1 W y 10 V debe limitarse a un valor máximo de 0.1A. 4. Un diodo Zener de 20V lW conectado como regulador de voltaje en el circuito de la figura 2-3 produce en la carga un voltaje de salida de 20V (aproximadamente). 5. En el circuito de la pregunta 4, VAA es igual a 30 V, IT vale 0.05 A, y el valor de Rs que permite el funcionamiento como regulador es de 200Ω
AJUSTE DE MATERIALES
Fuente de alimentación: fuente de cd regulada variable. Equipo: multímetro digital; multímetro; miliamperímetro; trazador de curvas para la pregunta de los puntos adicionales. Resistores: 3300 Ω W; 470Ω 5 W; resistores para el procedimiento de puntos adicionales. Semiconductores: lN3020 (otra opción: cualquier diodo Zener de 10 V Y 1 W). Otros: interruptor de un polo un tiro; caja con diez resistores para la pregunta de los puntos adicionales.
ESQUEMA DEL CIRCUITO
SWITCH ABIERTO
SWITCH CERRADO
PUNTOS DEL PROCEDIMIENTO
Se monta el circuito del esquema anterior utilizando una fuente de voltaje en serie con una resistencia de 470Ω, un diodo zener polarizado en inversa de 10v a 1W actuando como regulador y finalizando el circuito con interruptor.
Se toman los siguientes datos con las diferentes variaciones de la fuente de voltaje:
V(AB) 0,0 2,0 6,0 7,0 8,0 10,4
I mA 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0
Rz(Ω) 5,2
V(AB) 10,08 10,17 10,30 10,47 10,57 -
I mA 5 10 20 30 40 50
Rz(Ω) 2,02 1,02 0,52 0,35 0,26 -
Se calcula
Se ajusta la corriente del diodo a 2 mA y se anota el valor del voltaje en la tabla. Se invierte el diodo zener en polarización directa y se mide la corriente directa del diodo para cada nivel de voltaje.
V(AB) I mA RF
0 0 -
y se anotan en la respectiva tabla.
0,1 0 -
0,2 0 -
0,3 0 -
0,4 0 -
0,5 0 -
0,6 0,01 0,06
0,7 0,7 1
Se monta el segundo circuito en el laboratorio el cual es el mismo con un anexo de una resistencia de carga de 3300Ω . Se aumenta poco a poco el voltaje de alimentación hasta que la corriente del diodo nos muestre 20mA y a continuación medimos el voltaje en la carga. Por último se calcula el intervalo de variación de voltaje en un +0.1V y -0.1V los cuales son los siguientes:
V(AB) V(AB) + 0,1 V(AB) - 0,1
V(AB) 10,34 10,44 10,24
Iz mA 20 30,8 15,7
It mA 23,1 34 18,8
V(AA) 21,4 21,6 19,2
GRÁFICOS REPRESENTATIVOS
CONCLUSIONES
1. Compare la polarización de un diodo de unión (experimento1) con la de un diodo Zener en una aplicación normal. R: 2. Compare la característica de voltaje-corriente de la gráfica del diodo Zener del paso9a) de este experimento con la de la figura 2-2. Explique las diferencias. R: en la figura del ejercicio 9.a del primer experimento nos muestra como el diodo se activa a los 10V mientras que la figura 2.2 representa la activación de un diodo zener a 0.7V, cuando el diodo tiene polarización directa se comporta como un interruptor cerrado ya que la corriente DC está limitada por los parámetros del circuito, mientras que cuando está en polarización inversa la corriente es Relativamente constante hasta llegar a la región de disrupción del zener 3. ¿Qué parte de las características de un diodo Zener es la más útil en las aplicaciones de regulación de voltaje?¿Por qué? R: los diodos zener son la columna vertebral de los reguladores de tensión ya que mantendrá constante la tensión en la carga, en otras palabras sirve como patrón de referencia de los reguladores de voltaje. 4. ¿Cuál es la importancia de la gráfica del paso 9b)? R: es determinar con exactitud el comportamiento de la corriente en función del voltaje y mostrar la zona de disrupción del diodo 5. Con base en la tabla 2-3 explique cómo funciona este circuito regulador. R: el diodo zener cumple la función en este circuito de asegurar una tensión constante en la resistencia de carga. 6. ¿El circuito regulador de la figura 2-5 permite compensarlos cambios en el voltaje de entrada, V AA ' así como los de la corriente de carga, I L? Explique R: El voltaje de la carga es igual a la tensión del zener ya que están en paralelo, es decir que la suma de la corriente de ambos compensa la corriente de la fuente.
