Diodos

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Universidad Abierta Interamericana

Ingeniería en Sistemas Informáticos





Electromagnetismo - Estado Sólido II

Trabajo de investigación:
Diodos ZENER

Carrera: Ingeniería en Sistemas Informáticos
Profesor: Lic. Enrique Cingolani
Comisión: 5º B
Turno: Noche
Campus: Centro
Año: 2009
Alumnos: Farias, Diego

Índice

1. Introducción 3
2. Que es el efecto Zener 4
3.Aplicación de Diodos Zener 5
4. Diseño del Regulador Zener 6
5. Valores más utilizados en el calculo de Reguladores con Diodos Zener 8
6. Algunos ejemplos de diodos Zener. 9
Ejemplo 1 9
Ejemplo 2 10
Ejemplo 3 11

1. Introducción

El diodo Zener, que recibe este nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en laszonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura. El Dr. Clarence Melvin Zener de Southern Illinois University inventó el diodo Zener.

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



En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común.Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante. En el gráfico se ve el símbolo de diodo zener (A - ánodo, K - cátodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa. Se analizará el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso siexiste una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.


En esencia, un diodo zener es exactamente igual a un diodo común como los que ya se han estudiado, es decir, pueden ser polarizados directa e indirectamente, tienen un voltaje de umbral (generalmente de 0,6 a 0,7v) corriente directa máxima, potencia de disipación o temperatura de empaque y unvoltaje de ruptura o voltaje zener. Es precisamente en esta última característica en donde nace la diferencia. Un diodo Zener es construido de manera que el voltaje de ruptura no sea tan elevado si no más pequeño de manera que pueda ser más fácilmente alcanzable. Si se recuerda, en un diodo común, cuando se sobrepasaba el voltaje de ruptura del diodo simple se quemaba por sobretensión, en eldiodo zener al sobrepasar este voltaje no ocurre esto debido a dos razones: primero a la forma de dopar el material
Semiconductor y segundo por que las tensiones no son tan altas como antes (600V, 1000V, 1300V)

2. Que es el efecto Zener

Cuando el diodo esta polarizado inversamente, una pequeña corriente circula por él, llamada corriente de saturación Is, esta corriente permanece relativamenteconstante 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 rápidamente por el efecto avalancha.

En esta región pequeños cambios de tensión producen grandes cambios de corriente. El diodo zener mantiene la tensiónprácticamente constante entre sus extremos para un amplio rango de corriente inversa.

Obviamente, hay un drástico cambio de la resistencia efectiva de la unión PN.




Si ahora vamos disminuyendo la tensión inversa se volverá a restaurar la corriente de saturación Is, cuando la tensión inversa sea menor que la tensión zener. El diodo podrá cambiar de una zona a la otra en ambos...
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