diodo zener
Páginas: 8 (1995 palabras)
Publicado: 31 de mayo de 2014
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E
INGENIERÍAS
Experimentación 7:El Diodo Zener
EDGAR MORALES NAVARRO 212219245
OBJETIVO
• Comprobar mediante mediciones y un programa de simulación las capacidades de regulación de voltaje de un diodo zener.
• Comprobar el efecto que produce el incremento de la temperatura en el voltaje de regulación dediodos zener de diferente voltaje.
Marco teorico
El diodo zener es un diodo especial cuyo comportamiento en polarización directa es el mismo que el del diodo de silicio, sin embargo, en polarización inversa presenta un voltaje de ruptura bajo, el cual se controla y determina al fabricarlo con un elevado índice de contaminación en sus regiones N y P, esto permite que el diodo conduzcacorrientes significativas en polarización inversa en un amplio margen de valores, manteniendo un voltaje casi constante entre sus terminales, esto hace de él, un dispositivo muy útil como regulador de voltaje o para protección eléctrica.
La razón por la que esto sucede obedece a que el alto índice de dopado de las regiones N y P permite que los electrones de la banda de valencia del material P sedesplacen a través de un túnel hacia la banda de conducción del material N, en una escala atómica esto equivale a transportar los electrones de la banda de valencia al estado de la banda de conducción como resultado de la reducida barrera que existe en entre esas dos bandas y al elevado campo eléctrico que se induce como consecuencia de los altos niveles de contaminación de ambas regiones.
Fue elFísico-Teórico Clarence Zener quien escribió en 1934 un artículo en el que explicaba cómo se produce la ruptura en aisladores eléctricos, esto lo condujo a la producción en los años 50’s de los primeros diodos Zener que llevan éste nombre gracias a la propuesta de la Compañía Eléctrica Westinghouse de la cual fue director de los Laboratorios de Investigación durante 40 años.
Se puede concluir quesi un diodo zener recibe un voltaje inverso a través de un resistor y que si éste excede el voltaje nominal del zener, el diodo proporcionará en sus terminales un voltaje casi constante ya que estará funcionando en la región de ruptura para la cual fue diseñado siempre y cuando la corriente del diodo no exceda un valor máximo que el fabricante especifica.
El voltaje de ruptura de los zenerpuede ser totalmente controlado con tolerancias de hasta el 0.05 % aunque los zeners comerciales tienen tolerancias que del orden de 5% y 10%, con voltajes que varían entre 1.8 V hasta 300 V. En los diodos de silicio de 1.8 V hasta 5.6 V el efecto dominante es el efecto Zener, estos diodos experimentan un coeficiente negativo de variación de voltaje respecto a la temperatura. Por arriba de 5.6 V elefecto de avalancha se vuelve dominante y el coeficiente cambia de negativo a positivo, los diodos de 5.6V presentan ambos efectos simultáneamente cancelándose entre sí, haciendo que éstos sean los menos sensibles a la temperatura. Las técnicas de manufactura actual han hecho posible fabricar zeners de menor voltaje con coeficiente de temperatura despreciable cuya aplicación principal son lasfuentes de referencia en sistemas de conversión análogo-digital y digital-análogo. Es importante mencionar que mientras mayor sea el voltaje de un zener mucho mayor será el coeficiente de variación térmica por ejemplo un zener de 75 V tiene un coeficiente diez veces mayor que uno de 12 V.
Los símbolos que se utilizan para representar al diodo Zener y la curva característica del Zener ideal semuestran en la Figura 4.1 a-b
Fig. 4.1a Símbolos del diodo zener Fig. 4.1b Curva característica v-i del diodo zener ideal
La curva de respuesta del zener ideal se utiliza para simplificar el análisis de circuitos que contienen este tipo de diodos, sin embargo es importante aclarar, que los resultados que se obtienen de trabajar éste modelo son inexactos y comúnmente se aprovecha más para...
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E
INGENIERÍAS
Experimentación 7:El Diodo Zener
EDGAR MORALES NAVARRO 212219245
OBJETIVO
• Comprobar mediante mediciones y un programa de simulación las capacidades de regulación de voltaje de un diodo zener.
• Comprobar el efecto que produce el incremento de la temperatura en el voltaje de regulación dediodos zener de diferente voltaje.
Marco teorico
El diodo zener es un diodo especial cuyo comportamiento en polarización directa es el mismo que el del diodo de silicio, sin embargo, en polarización inversa presenta un voltaje de ruptura bajo, el cual se controla y determina al fabricarlo con un elevado índice de contaminación en sus regiones N y P, esto permite que el diodo conduzcacorrientes significativas en polarización inversa en un amplio margen de valores, manteniendo un voltaje casi constante entre sus terminales, esto hace de él, un dispositivo muy útil como regulador de voltaje o para protección eléctrica.
La razón por la que esto sucede obedece a que el alto índice de dopado de las regiones N y P permite que los electrones de la banda de valencia del material P sedesplacen a través de un túnel hacia la banda de conducción del material N, en una escala atómica esto equivale a transportar los electrones de la banda de valencia al estado de la banda de conducción como resultado de la reducida barrera que existe en entre esas dos bandas y al elevado campo eléctrico que se induce como consecuencia de los altos niveles de contaminación de ambas regiones.
Fue elFísico-Teórico Clarence Zener quien escribió en 1934 un artículo en el que explicaba cómo se produce la ruptura en aisladores eléctricos, esto lo condujo a la producción en los años 50’s de los primeros diodos Zener que llevan éste nombre gracias a la propuesta de la Compañía Eléctrica Westinghouse de la cual fue director de los Laboratorios de Investigación durante 40 años.
Se puede concluir quesi un diodo zener recibe un voltaje inverso a través de un resistor y que si éste excede el voltaje nominal del zener, el diodo proporcionará en sus terminales un voltaje casi constante ya que estará funcionando en la región de ruptura para la cual fue diseñado siempre y cuando la corriente del diodo no exceda un valor máximo que el fabricante especifica.
El voltaje de ruptura de los zenerpuede ser totalmente controlado con tolerancias de hasta el 0.05 % aunque los zeners comerciales tienen tolerancias que del orden de 5% y 10%, con voltajes que varían entre 1.8 V hasta 300 V. En los diodos de silicio de 1.8 V hasta 5.6 V el efecto dominante es el efecto Zener, estos diodos experimentan un coeficiente negativo de variación de voltaje respecto a la temperatura. Por arriba de 5.6 V elefecto de avalancha se vuelve dominante y el coeficiente cambia de negativo a positivo, los diodos de 5.6V presentan ambos efectos simultáneamente cancelándose entre sí, haciendo que éstos sean los menos sensibles a la temperatura. Las técnicas de manufactura actual han hecho posible fabricar zeners de menor voltaje con coeficiente de temperatura despreciable cuya aplicación principal son lasfuentes de referencia en sistemas de conversión análogo-digital y digital-análogo. Es importante mencionar que mientras mayor sea el voltaje de un zener mucho mayor será el coeficiente de variación térmica por ejemplo un zener de 75 V tiene un coeficiente diez veces mayor que uno de 12 V.
Los símbolos que se utilizan para representar al diodo Zener y la curva característica del Zener ideal semuestran en la Figura 4.1 a-b
Fig. 4.1a Símbolos del diodo zener Fig. 4.1b Curva característica v-i del diodo zener ideal
La curva de respuesta del zener ideal se utiliza para simplificar el análisis de circuitos que contienen este tipo de diodos, sin embargo es importante aclarar, que los resultados que se obtienen de trabajar éste modelo son inexactos y comúnmente se aprovecha más para...
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