Electronica

Diodo Zener

Son elementos semiconductores se silicio, que poseen una característica en sentido directo igual a la de cualquier diodo rectificador, pero que en sentido inverso, y para una corriente inversa de un valor determinado, presenta una tensión de un valor constante, el cual es propio de las características técnicas de cada diodo en particular.
Por estas circunstancias este dispositivose hace ideal como estabilizador de tensión, o para obtener una tensión de referencia de un valor fijo y determinado.
Constitucion de un diodo Zener
Los Zener se fabrican por procesos de aleación o difusión según las características que se deseen obtener. De modo general, podemos decir que para diodos con tensión de ruptura inferior a 9V presentan mejores características cuando se fabrican poraleación, mientras que cuando las tensiones de ruptura son superiores a los 12 voltios se fabrican por difusión, para las tensiones entre 9 y 12 voltios el proceso de fabricación depende de otros factores.
Proceso de fabricación por aleación
Este método consiste en calentar a una temperatura de unos 650°C, una pequeña pastilla de cristal de silicio tipo N, a la que se le coloca encima unaminúscula cantidad de material tipo P. Al calentarlos se produce la aleación entre ambos en una zona de forma circular.
Proceso de fabricación por difusión
Este tipo de diodos se obtienen depositando en una delgada lamina de cristal de silicio, boro por una cara (para la formación del material tipo P) y por la otra vapor de fosforo (para la formación del tipo N) el conjunto se introduce en un horno auna temperatura superior a 1200°C el calor provocara que en el cristal de silicio penetre el fosforo por un lado y el boro por el otro, difundiéndose ambos materiales en el cristal de silicio.
El tipo de encapsulados es igual que el de los diodos rectificadores. Aunque como veremos más adelante no se comportan como ellos, es por eso que en sismología electrónica la forma de representarlos estambién diferente.

Utilizándose cualquiera de ellos

Curva característica del diodo Zener
Analizando la curva del diodo Zener se ve que conforme se va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy poco.
Pero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o tensión de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muypequeño, pudiendo considerarse constante.
Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo Zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta región se le llama la zona operativa.
Esta es la característica del diodo Zener que se aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene prácticamente constante para una gran variación de corriente. Ver elgráfico.

Efecto Zener y Efecto Avalancha
Al aplicar una tensión inversa pequeña a un diodo, circula una corriente cuyo valor es muy pequeño y que está formada por huecos y electrones generados térmicamente. Sin embargo al aumentar hasta cierto calor la tensión inversa, se produce una ruptura espontánea de los enlaces covalentes de los átomos próximos a la unión PN. La ruptura de dichos enlacesgenera pares electrón-hueco y se produce así un aumento notable de la corriente. Esta acción es el efecto Zener propiamente dicho.
La tensión a la que se produce dicho efecto, depende del grado de dopado del silicio. Sin embargo, a menudo se obtiene un aumento brusco de la corriente inversa por medio de un efecto de avalancha y por debajo del nivel de la tensión inversa que corresponde al efectoZener.
Al aumentar la tensión inversa aumenta la velocidad de los portadores. Dicha velocidad puede ser suficiente para provocar la ionización si los átomos chocan con las moléculas del semiconductor con suficiente energía.
Los portadores de carga resultantes de la ionización por colisión toman parte en nuevas colisiones y produce a su vez nuevos portadores y por consiguiente, de la corriente....