Diodos Especiales
Páginas: 6 (1261 palabras)
Publicado: 9 de noviembre de 2013
A) OBJETIVOS:
a. Reconocer las características de los diodos Zener.
b. Realizar las medidas aplicando los diodos Zener
c. Relacionar los valores Teóricos con los Prácticos.
B) BASE TECNICA DE COMPONESTES: Desarrollarlo OBLIGATORIO.
Teoría.
Si la tensión de polarización inversa V R en la que se produce el fenómeno de conducción por avalancha es pequeña (en módulo) _ hablamos del diodoZener Para una tensión inversa dada, llamada tensión Zener, ésta se mantiene constante aunque la corriente varíe.
En polarización directa funciona como un diodo normal.
Su símbolo circ2uital:
Aplicación en la Electrónica.
Una de las aplicaciones más usuales de los diodos zener es su utilización como reguladores de tensión. La figura muestra el circuito de un diodo usado comoregulador.
Este circuito se diseña de tal forma que el diodo zener opere en la región de ruptura, aproximándose así a una fuente ideal de tensión. El diodo zener está en paralelo con una resistencia de carga RL y se encarga de mantener constante la tensión entre los extremos de la resistencia de carga (Vout=VZ), dentro de unos límites requeridos en el diseño, a pesar de loscambios que se puedan producir en la fuente de tensión VAA, y en la corriente de carga IL.
Analicemos a continuación el funcionamiento del circuito.
Consideremos primero la operación del circuito cuando la fuente de tensión proporciona un valor VAA constante pero la corriente de carga varia. Las corrientes IL = VZ/RL e IZ están ligadas a través de la ecuación:
IT = IL + IZ(1)
Y para las tensiones:
VAA=IT * R + VZ =VR + VZ (2)
Por lo tanto, si VAA y VZ permanecen constantes, VR debe de serlo también (VR = IT * R). De esta forma la corriente total IT queda fijada a pesar de las variaciones de la corriente de carga. Esto lleva a la conclusión de que si IL aumenta, IZ disminuye y viceversa (debido a la ecuación (1)). En consecuencia VZ no permaneceráabsolutamente constante, variará muy poco debido a los cambios de IZ que se producen para compensar los cambios de IL.
Si ahora lo que permanece constante es la corriente de carga y la fuente de tensión VAA varía, un aumento de ésta produce un aumento de IT y por tanto de IZ pues IL permanece constante, y lo contrario si se produjera una disminución de VAA. Tendríamos lo mismo que antes, unatensión de salida prácticamente constante, las pequeñas variaciones se producirían por las variaciones de IZ para compensar las variaciones de VAA.
Diseño del Regulador Zener
Es importante conocer el intervalo de variación de la tensión de entrada (VAA) y de la corriente de carga (IL) para diseñar el circuito regulador de manera apropiada. La resistencia R debe ser escogida de tal forma que eldiodo permanezca en el modo de tensión constante sobre el intervalo completo de variables.
La ecuación del nodo para el circuito de la figura del punto anterior nos dice que:
Para asegurar que el diodo permanezca en la región de tensión constante (ruptura), se examinan los dos extremos de las condiciones de entrada – salida:
1. La corriente a través del diodo IZ es mínima cuando lacorriente de carga IL es máxima y la fuente de tensión VAA es mínima.
2. La corriente a través del diodo IZ es máxima cuando la corriente de carga IL es mínima y la fuente de tensión VAA es máxima.
Cuando estas características de los dos extremos se insertan en la ecuación (3), se encuentra:
Igualando las ecuaciones (4) y (5) llegamos a que:
En un problema práctico, esrazonable suponer que se conoce el intervalo de tensiones de entrada, el intervalo de corriente de salida y el valor de la tensión zener deseada. La ecuación (6) representa por tanto una ecuación con dos incógnitas, las corrientes zener máxima y mínima.
Se encuentra una segunda ecuación examinando la siguiente figura (curva Id / Vd) Para evitar la porción no constante de la curva característica...
a. Reconocer las características de los diodos Zener.
b. Realizar las medidas aplicando los diodos Zener
c. Relacionar los valores Teóricos con los Prácticos.
B) BASE TECNICA DE COMPONESTES: Desarrollarlo OBLIGATORIO.
Teoría.
Si la tensión de polarización inversa V R en la que se produce el fenómeno de conducción por avalancha es pequeña (en módulo) _ hablamos del diodoZener Para una tensión inversa dada, llamada tensión Zener, ésta se mantiene constante aunque la corriente varíe.
En polarización directa funciona como un diodo normal.
Su símbolo circ2uital:
Aplicación en la Electrónica.
Una de las aplicaciones más usuales de los diodos zener es su utilización como reguladores de tensión. La figura muestra el circuito de un diodo usado comoregulador.
Este circuito se diseña de tal forma que el diodo zener opere en la región de ruptura, aproximándose así a una fuente ideal de tensión. El diodo zener está en paralelo con una resistencia de carga RL y se encarga de mantener constante la tensión entre los extremos de la resistencia de carga (Vout=VZ), dentro de unos límites requeridos en el diseño, a pesar de loscambios que se puedan producir en la fuente de tensión VAA, y en la corriente de carga IL.
Analicemos a continuación el funcionamiento del circuito.
Consideremos primero la operación del circuito cuando la fuente de tensión proporciona un valor VAA constante pero la corriente de carga varia. Las corrientes IL = VZ/RL e IZ están ligadas a través de la ecuación:
IT = IL + IZ(1)
Y para las tensiones:
VAA=IT * R + VZ =VR + VZ (2)
Por lo tanto, si VAA y VZ permanecen constantes, VR debe de serlo también (VR = IT * R). De esta forma la corriente total IT queda fijada a pesar de las variaciones de la corriente de carga. Esto lleva a la conclusión de que si IL aumenta, IZ disminuye y viceversa (debido a la ecuación (1)). En consecuencia VZ no permaneceráabsolutamente constante, variará muy poco debido a los cambios de IZ que se producen para compensar los cambios de IL.
Si ahora lo que permanece constante es la corriente de carga y la fuente de tensión VAA varía, un aumento de ésta produce un aumento de IT y por tanto de IZ pues IL permanece constante, y lo contrario si se produjera una disminución de VAA. Tendríamos lo mismo que antes, unatensión de salida prácticamente constante, las pequeñas variaciones se producirían por las variaciones de IZ para compensar las variaciones de VAA.
Diseño del Regulador Zener
Es importante conocer el intervalo de variación de la tensión de entrada (VAA) y de la corriente de carga (IL) para diseñar el circuito regulador de manera apropiada. La resistencia R debe ser escogida de tal forma que eldiodo permanezca en el modo de tensión constante sobre el intervalo completo de variables.
La ecuación del nodo para el circuito de la figura del punto anterior nos dice que:
Para asegurar que el diodo permanezca en la región de tensión constante (ruptura), se examinan los dos extremos de las condiciones de entrada – salida:
1. La corriente a través del diodo IZ es mínima cuando lacorriente de carga IL es máxima y la fuente de tensión VAA es mínima.
2. La corriente a través del diodo IZ es máxima cuando la corriente de carga IL es mínima y la fuente de tensión VAA es máxima.
Cuando estas características de los dos extremos se insertan en la ecuación (3), se encuentra:
Igualando las ecuaciones (4) y (5) llegamos a que:
En un problema práctico, esrazonable suponer que se conoce el intervalo de tensiones de entrada, el intervalo de corriente de salida y el valor de la tensión zener deseada. La ecuación (6) representa por tanto una ecuación con dos incógnitas, las corrientes zener máxima y mínima.
Se encuentra una segunda ecuación examinando la siguiente figura (curva Id / Vd) Para evitar la porción no constante de la curva característica...
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