Diodo Zener

Diodo Zener

Abstract— El diodo zener basa su funcionamiento en el efecto
zener, de ahí su nombre. Recordaremos que, en polarización
inversa y alcanzada esta zona, a pequeños aumentos de
tensión corresponden grandes aumentos de corriente.
Este componente es capaz de trabajar en dicha región cuando
las condiciones de polarización lo determinen y, una vez
hayan desaparecido estas, recuperasus propiedades como
diodo normal, no llegando por este fenómeno a su destrucción
salvo que se alcance la corriente máxima de zener IZmax
indicada por el fabricante
I. INTRODUCCIÓN
Por lo general los diodos se polarizan de manera directa a lo cual
el presente artículo mostrara la información del diodo zener el
cual se polariza de manera inversa.

A. Funcionamiento
Cuando el diodo estapolarizado inversamente, una pequeña
corriente circula por él, llamada corriente de saturación IS, esta
corriente
permanece
relativamente
constante
mientras
aumentamos la tensión inversa hasta que el valor de ésta alcanza
VZ, llamada tensión Zener (que no es la tensión de ruptura zener),
para la cual el diodo entra en la región de colapso. La corriente
empieza a incrementarse rápidamentepor el efecto avalancha.
En esta región pequeños cambios de tensión producen grandes
cambios de corriente. El diodo zener mantiene la tensión
prácticamente constante entre sus extremos para un amplio rango
de corriente inversa.
Obviamente, hay un drástico cambio de la resistencia efectiva de
la unión PN.

Se explicara de manera detallada la razón de su polarización
inversa así como sufuncionamiento, diseño, comportamiento,
características y aplicaciones.

Fig.1 Imagen diodo zener

II. DIODO ZENER

Fig.3 Característica I-V de un diodo zener en polarización directa e
inversa

El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza
polarizado inversamente. Recordar que los diodos comunes, como
el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus característicasde polarización directa y polarización inversa), conducen siempre
en el sentido de la flecha.

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Fig.2 Símbolo electrónico y sentido de conducción

B. El zener como componente
Como ha quedado expuesto, el diodo zener esta ideado para
trabajar con polarización inversa, careciendo de interés su
funcionamiento en polarización directa, que es igual al de
cualquier diodo semiconductor.
Lasiguiente figura corresponde a su característica tensióncorriente, y en ella nos apoyaremos para estudiar su
funcionamiento.

En muchas circunstancias la tensión aplicada a una carga puede
sufrir variaciones indeseables que alteren el funcionamiento
normal de la misma. Estas variaciones generalmente vienen
provocadas por:
1. Una variación de la resistencia de carga, que lleva
emparejada unavariación de la intensidad de carga.
2. Variaciones de la propia fuente de alimentación.
3. Por ambas causas.
Fig.4 Característica Tensión-Corriente

Cuando el zener está polarizado inversamente con
pequeños valores de tensión se alcanza la corriente inversa de
saturación prácticamente estable y de magnitudes despreciables a
efectos prácticos.
Si sigue aumentando la tensión de codo o degiro, donde los
aumentos de corriente son considerables frente a los aumentos de
tensión (apréciese en torno a esta tensión la curvatura de la
grafica). Sobrepasada esta zona a pequeños incrementos de
tensión corresponden aumentos elevados de la corriente Iz.
Alcanzada la circunstancia anterior, nos encontraremos en la
región de trabajo efectivo del zener. Debemos hacer ciertasconsideraciones en este momento.
1. Se ha de asegurar que en régimen de trabajo, el diodo
sea atravesado como mínimo por una corriente inversa
Iz expresada por el fabricante para excluir la región de
giro del funcionamiento normal.

Si elegimos un diodo zener de tensión nominal igual a la que es
necesaria aplicar a la carga y somos capaces de hacerlo funcionar
en su región de trabajo, conseguiremos...