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febrero 04, 2011

Diodo Zener

Los diodos zener reciben este nombre, por haber sido Clarence Zener quien sugirió por primera vez una explicación del rápido incremento de la intensidad en la descarga disruptiva.
Y es que a ciertas tensiones de polarización inversa se observa que, la intensidad de la corriente inversa (sentido contrario al favorable) en una unión PN aumenta muy rápidamente. Ello sucede cuando los electrones se aceleran a causa del campo en la unión alcanzado grandes velocidades y generan otros electrones libres ionizando por choque los átomos. Estos nuevos electrones se aceleran análogamente por las mismas causas y dan lugar a nuevas ionizaciones. Este proceso en cadena origina una corriente muy intensa y se dice que la unión sufre una descarga disruptiva. Sin embargo esta no es destructiva a menos que la disipación de potencia eleve la temperatura hasta el punto en que se destruya el semiconductor por fusión local. La tensión en la unión se mantiene constante para un amplio dominio de intensidades en la región de descarga disruptiva. Este efecto puede aprovecharse para mantener una tensión de salida de una fuente de alimentación al valor correspondiente a la descarga disruptiva.

A continuación se presenta un cuadro con la gráfica de la característica de la descarga disruptiva inversa de un diodo de unión PN de Zener y el símbolo circuital del diodo.

Diodo Zener, símbolo y gráfica característica.

La curva intensidad-tensión de un diodo Zener tiene un potencial de transición muy neto y una zona plana para la intensidad por encima de la descarga disruptiva. Pueden obtenerse diodos de Zener con tensiones disruptivas desde unos 2 Voltios hasta varios centenares de voltios y con intensidades de corrientes nominales que van desde pocos mili-ampere hasta muchos ampere.

Entre las aplicaciones que tienen los diodos Zener se encuentran la de regular la tensión de salida de una fuente de alimentación.


Entonces observando el circuito de arriba, la tensión de salida no regulada Vaa de la fuente debe ser superior a la tensión disruptiva del diodo Zener. De esta manera la caída de tensión en R originada por la corriente del diodo mas la tensión disruptiva dan la tensión que debe suministrar la fuente de alimentación. Al intensificarse la corriente de carga debilita la corriente del diodo, de manera que la caída de tensión en R sera siempre la diferencia entre la tensión disruptiva y la tensión de la fuente de alimentación. Incluso si esta varia a causa de la carga, la tensión regulada de salida se mantiene constante.
El valor mínimo de la resistencia R esta determinado por la intensidad máxima que puede soportar el diodo R=Vaa/It.

Acá dejo una practica de laboratorio que encontré sobre las características del diodo Zener. Haz clic aquí.

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