diodo zener

Generalidades
Regulador de tensi´
on
An´
alisis gr´
afico

Diodo Zener
Lecci´
on 03.2
Ing. Jorge Castro-God´ınez
Escuela de Ingenier´ıa Electr´
onica
Instituto Tecnol´
ogico de Costa Rica

II Semestre 2013

Jorge Castro-God´ınez

Diodo Zener

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Regulador de tensi´
on
An´
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Contenido

1

Generalidades

2

Regulador de tensi´on
Vi y R fijos
Vi fijo, R variableRL fija, Vin variable

3

An´alisis gr´afico

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Generalidades

(1)

El diodo Zener es un tipo especial de diodo que opera en la
regi´on de ruptura.
Hacen uso del efecto Zener o por avalancha.
A.K.A. diodos de ruptura.

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Generalidades

(2)
Curva característica del diodo Zener ideal

Símbolo de diodo
Zener

Ejemplo de aplicación:
regulador de voltaje

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Vi y R fijos
Vi fijo, R variable
RL fija, Vin variable

Regulador de Tensi´on

replacements
iR

(1)

R

+
Vin

+

VZ

VL
iZ

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Diodo Zener

−

RL
iL

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Vi fijo, R variable
RL fija, Vin variable

Regulador de Tensi´on

(2)

R: resistencia de limitaci´
on de corriente.
La fuente debe ser capaz de polarizar el diodo Zener a la
tensi´on de ruptura.
Corriente de operaci´
on del diodo Zener:
IZmin ≈ 0, 1 · IZmax
IZmax est´a determinada por lapotencia m´axima del diodo
Zener
PZmax
IZmax =
VZ

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Vi fijo, R variable
RL fija, Vin variable

Regulador de Tensi´on

(3)

El diodo Zener permite establecer niveles de tensi´on de
referencia, i.e., un regulador.
Un regulador es una combinaci´
on de elementos dise˜
nados paragarantizar que la tensi´
on de salida de una fuente permanezca
m´as o menos constante.
Actua como un dispositivo de potecci´
on.
Existen 3 casos valiosos de an´alizar.

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Vi y R fijos
Vi fijo, R variable
RL fija, Vin variable

Vi y R fijos

(1)

Se debe determinar el estado del diodo Zener elimin´andolodel
circuito y calculando la tensi´
on a trav´es del circuito abierto
resultante.
Vin · RL
V = VL =
R + RL
Si V ≥ VZ el diodo Zener est´a encendido. Se reemplaza por el
modelo equivalente.
Si V < VZ el diodo Zener est´a apagado. Se reemplaza el diodo
por un abierto.

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Vi y R fijos
Vi fijo, Rvariable
RL fija, Vin variable

Vi y R fijos

(2)

Se debe tener presente que:
VL = VZ
IR = IZ + IL
La potencia disipada por el diodo Zener no debe sobrepasar el
valor indicado por el fabricante:
PZ = VZ IZ

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Vi y R fijos
Vi fijo, R variable
RL fija, Vin variable

Vi fijo, R variable

(1)

Debido alvalor de VZ hay un rango de valores espec´ıfico para
R, y por lo tanto de corriente, que garantiza que el diodo
Zener est´e encendido
RLmin =

R · VZ
Vin − VZ

RL m´ınima establece una IL m´axima.
ILmax =

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VL
VZ
=
RL
RLmin

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Vi fijo, R variable
RL fija, Vin variable

Vi fijo, RLvariable

(2)

La ca´ıda de tensi´on en R
VR = Vin − VZ
VR
R
IZ = IR − IL
IR =

Se define entonces valores de corriente m´ınima en a carga y
por lo tanto una resistencia m´axima de carga
ILmin = IR − IZM
RLmax =
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VZ
ILmin

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Vi fijo, R variable
RL fija, Vin variable

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