Diodo Zener
Páginas: 6 (1264 palabras)
Publicado: 10 de octubre de 2015
Diodo zener
Los diodos zener, zener diodo o simplemente zener, son diodos que están diseñados para mantener un voltaje constante en su terminales, llamado Voltaje o Tensión Zener (Vz) cuando se polarizan inversamente, es decir cuando está el cátodo con una tensión positiva y el ánodo negativa.
Aquí tienes la imagen de un diodo zener real:
Funcionamiento del Diodo Zener
Cuando lopolarizamos inversamente y llegamos a Vz el diodo conduce y mantiene la tensión Vz aunque la aumentemos. La corriente que pasa por el diodo zener en estas condiciones se llama corriente inversa (Iz).
Se llama zona de ruptura por encima de Vz.
Como ves es un regulador de voltaje o tensión.
Cuando está polarizado directamente el zener se comporta como un diodo normal.
Pero OJOmientras la tensión inversa sea inferior a la tensión zener, el diodo no conduce, solo conseguiremos tener la tensión constante Vz, cuando esté conectado a una tensión igual a Vz o mayor. Aquí puedes ver una la curva característica de un zener:
Para el zener de la curva vemos que se activaría para una Vz de 5V (zona de ruptura), lógicamente polarizado inversamente, por eso es negativa. En lacurva de la derecha vemos que sería conectado directamente, y conduce siempre, como un diodo normal.
Sus dos características más importantes son su Tensión Zener y la máxima Potencia que pueden disipar = Pz (potencia zener).
La relación entre Vz y Pz nos determinará la máxima corriente inversa, llamada Izmáx. OJO si sobrepasamos esta corriente inversa máxima el diodo zener puede quemarse, yaque no será capaz de disipar tanta potencia.
Un ejemplo: Tenemos un diodo zener de 5,1V y 0,5w. ¿cual será la máxima corriente inversa que soportará?
Recordamos P = V x I; I = P/V. En nuestro caso Izmáx = Pz/Vz = 0,5/5,1 = 0,098A.
Para evitar que nunca pasemos de la corriente inversa máxima, los diodos zener se conectan siempre con una resistencia en serie que llamamos "Resistencia deDrenaje".
Vamos a ver como sería la conexión básica de un diodo zener en un circuito:
La Rs sería la resistencia de drenaje y la Rl la Carga a la salida del zener. ¿Te das cuenta que la conexión es inversa?. Así se conectan siempre el zener diodo.
En el circuito anterior la tensión de salida se mantendrá constante, siempre que sea superior a la Vz, y además será independiente de latensión de entrada Vs. Esto nos asegura que la carga siempre estará a la misma tensión.
Si aumentamos por encima de Vz la tensión de entrada Vs a la salida tendremos siempre la tensión constante igual a Vz.
La Rs absorbe la diferencia de tensión entre la entrada y la salida. ¿Cómo se calcula la Rs?
Rs = (Vs- Vo)/ (Il + Iz)
Siendo Vs la tensión de entrada del regulador, Vo la tensiónde salida, que será igual a Vz, Il es la intensidad de carga máxima e Iz la intensidad o corriente a través del diodo zener.
Esta última se escoge siempre de un valor del 10% o del 20% de la corriente máxima.
también tenemos que decir que estos diodos se utilizan como reguladores de tensión para determinadas tensiones y resistencias de carga, por encima de ellos el zener puede bloquearse eincluso destruirse. Vamos a poner un ejemplo.
Se desea diseñar un regulador zener de 5,1V para alimentar una carga de 5 ohmios, a partir de una entrada de 9V. Para ello utilizaremos un zener de 5,1V y 1w. Calcular:
a) La resistencia necesario de drenaje, asumiendo una corriente de zener del 10% de la corriente máxima.
b) Los límites de variación del voltaje de entrada dentro de loscuales se mantiene la regulación. Se asume que la carga es constante.
c) La potencia nominal de la resistencia de drenaje.
Vamos a resolver el problema:
Para calcular la resistencia de drenaje ya sabemos que es:
Rs = (Vs- Vo)/ (Il + Iz); en nuestro caso:
Vs = 9V; Vo = 5,1V;
Il = Vo / Rl = 5,1/5 = 1,02A;
Iz = Il / 10 = 1,2 /10 = 0,102A (el 10%)
Si ponemos estos...
Los diodos zener, zener diodo o simplemente zener, son diodos que están diseñados para mantener un voltaje constante en su terminales, llamado Voltaje o Tensión Zener (Vz) cuando se polarizan inversamente, es decir cuando está el cátodo con una tensión positiva y el ánodo negativa.
Aquí tienes la imagen de un diodo zener real:
Funcionamiento del Diodo Zener
Cuando lopolarizamos inversamente y llegamos a Vz el diodo conduce y mantiene la tensión Vz aunque la aumentemos. La corriente que pasa por el diodo zener en estas condiciones se llama corriente inversa (Iz).
Se llama zona de ruptura por encima de Vz.
Como ves es un regulador de voltaje o tensión.
Cuando está polarizado directamente el zener se comporta como un diodo normal.
Pero OJOmientras la tensión inversa sea inferior a la tensión zener, el diodo no conduce, solo conseguiremos tener la tensión constante Vz, cuando esté conectado a una tensión igual a Vz o mayor. Aquí puedes ver una la curva característica de un zener:
Para el zener de la curva vemos que se activaría para una Vz de 5V (zona de ruptura), lógicamente polarizado inversamente, por eso es negativa. En lacurva de la derecha vemos que sería conectado directamente, y conduce siempre, como un diodo normal.
Sus dos características más importantes son su Tensión Zener y la máxima Potencia que pueden disipar = Pz (potencia zener).
La relación entre Vz y Pz nos determinará la máxima corriente inversa, llamada Izmáx. OJO si sobrepasamos esta corriente inversa máxima el diodo zener puede quemarse, yaque no será capaz de disipar tanta potencia.
Un ejemplo: Tenemos un diodo zener de 5,1V y 0,5w. ¿cual será la máxima corriente inversa que soportará?
Recordamos P = V x I; I = P/V. En nuestro caso Izmáx = Pz/Vz = 0,5/5,1 = 0,098A.
Para evitar que nunca pasemos de la corriente inversa máxima, los diodos zener se conectan siempre con una resistencia en serie que llamamos "Resistencia deDrenaje".
Vamos a ver como sería la conexión básica de un diodo zener en un circuito:
La Rs sería la resistencia de drenaje y la Rl la Carga a la salida del zener. ¿Te das cuenta que la conexión es inversa?. Así se conectan siempre el zener diodo.
En el circuito anterior la tensión de salida se mantendrá constante, siempre que sea superior a la Vz, y además será independiente de latensión de entrada Vs. Esto nos asegura que la carga siempre estará a la misma tensión.
Si aumentamos por encima de Vz la tensión de entrada Vs a la salida tendremos siempre la tensión constante igual a Vz.
La Rs absorbe la diferencia de tensión entre la entrada y la salida. ¿Cómo se calcula la Rs?
Rs = (Vs- Vo)/ (Il + Iz)
Siendo Vs la tensión de entrada del regulador, Vo la tensiónde salida, que será igual a Vz, Il es la intensidad de carga máxima e Iz la intensidad o corriente a través del diodo zener.
Esta última se escoge siempre de un valor del 10% o del 20% de la corriente máxima.
también tenemos que decir que estos diodos se utilizan como reguladores de tensión para determinadas tensiones y resistencias de carga, por encima de ellos el zener puede bloquearse eincluso destruirse. Vamos a poner un ejemplo.
Se desea diseñar un regulador zener de 5,1V para alimentar una carga de 5 ohmios, a partir de una entrada de 9V. Para ello utilizaremos un zener de 5,1V y 1w. Calcular:
a) La resistencia necesario de drenaje, asumiendo una corriente de zener del 10% de la corriente máxima.
b) Los límites de variación del voltaje de entrada dentro de loscuales se mantiene la regulación. Se asume que la carga es constante.
c) La potencia nominal de la resistencia de drenaje.
Vamos a resolver el problema:
Para calcular la resistencia de drenaje ya sabemos que es:
Rs = (Vs- Vo)/ (Il + Iz); en nuestro caso:
Vs = 9V; Vo = 5,1V;
Il = Vo / Rl = 5,1/5 = 1,02A;
Iz = Il / 10 = 1,2 /10 = 0,102A (el 10%)
Si ponemos estos...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.