Problema 5 Con Diodos

Problema 5.1.
Queremos construir un circuito estabilizador (Regulador) que entregue a la salida una tensión de 5,1 V, sabiendo que la carga consume una ILmáx = 100 mA, siendo ILmín = 0 y que disponede una alimentación que varía entre 9 V y 10 V. Los diodos zener de que se dispone son:

Elegir el componente que corresponda y diseñar el circuito.
Solución:

Hay que elegir el más barato que sepueda. Si cogemos el Z1:

Si se abre la carga por el zener irían 105 mA y como IZmáx = 78 mA no podría funcionar, se quemaría y se estropearía no la resistiría. Si probamos con Z2:

Veamos si essuficiente esa corriente, la peor suposición es ILmáx = 100 mA.

Si abrimos la carga los 150 mA van por el zener y como soporta hasta 294 mA si valdría, el Z2 es el adecuado. Ahora elegiremos la resistencia(R).
Tenemos dos puntos importantes para analizarlos:

Peligro de que el zener se quede sin corriente
Suposiciones críticas para ese punto:

El peor caso para que el zener se quede sin corriente es quevaya el máximo valor por RL o que vaya el mínimo de tensión por RL (9 V).
Si varío esa R por ejemplo a 30 :

Disminuye la IZ al aumentar la R. Por lo tanto no puedo poner resistencias mayores que26 . Si ponemos resistencias menores que 26  la intensidad zener aumenta y por lo tanto si se pueden poner.

En el otro punto peligroso.
 
Peligro de que el zener se queme

Entonces la resistencia estaentre estos dos valores:

Cualquier valor entre estos dos valores valdría, tomamos por ejemplo:  R = 22 . Vemos que ocurre en los 2 casos extremos:

Ahora que sabemos en que zona trabaja el zenertenemos que calcular de que potencia elegimos esa resistencia.

Peor caso: IZ = 222 mA    P = (10-5,1)·222·10-3 = 1,08 W
Se coge una valor normalizado de 2 W.

Ahora vamos a ver el rango de valores porel que mueve la resistencia de carga (RL):

Calculo de la Recta de carga: Tomaremos el convenio de la figura con lo que nos saldrán la intensidad y la tensión negativas (en el tercer cuadrante)....