DIODO ZENERTambin llamado diodo regulador de tensin, podemos definirlo como un elemento semiconductor de silicio que tiene la caracterstica de un diodo normal cuando trabaja en sentido directo, es decir, en sentido de paso; pero en sentido inverso, y para una corriente inversa superiora un determinado valor, presenta una tensin de valor constante. Este fenmeno de tensin constante en el sentido inverso convierte a los diodos de Zener en dispositivos tiles para obtener una tensin relativamente invisible a las variaciones de la tensin de alimentacin, es decir, como dispositivos reguladores de tensin.FIGURA 1.

En la figura 1, la grfica caracterstica de un diodo zener, la curva intensidad-tensin tiene un potencial de transicin 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 se van desde pocos miliampere hasta muchos ampere. CARACTERIZACION DEL DIODO ZENER.1. Tensin Zener VZ.2. Rango de tolerancia de VZ. (tolerancia: C: 5%) 3. Mxima corriente Zener en polarizacin inversa Iz.4. Mxima potencia disipada.5. Mxima temperatura de operacin del Zener.

APLICACIN DEL DIODO ZENER.El diodo Zener tiene un voltaje de avalancha relativamente bajo, menor a 100v. La mayora de aplicaciones de basan en hacerlo funcionar en la zona de avalancha, all el diodo conduce y mantiene un voltaje entre sus terminales que es el voltaje Zener (VZ) o de avalancha.1. Diodo zener como elemento de proteccin.Se coloca el diodo zener en paralelo con el circuito a proteger, si el voltaje de fuente crece por encima de VZ el diodo conduce y no deja que el voltaje que llega al circuito sea mayor a VZ. No se debe usar cuando VF (ver la figura 2) mayor a VZ. Por largos periodos de tiempos pues en ese caso se daa el diodo. Se aplica acompaado de lmparas de nen o de descargadores de gas para proteger circuitos de descargas elctricas por rayos. Figura 2

2. Diodo zener como circuito recortador.Se usa con fuentes AC o para recortar seales variables que vienen de elementos de medicin (sensores). Cuando Vx (ver la figura 3) tiene a hacerse mayor que VZ el diodo entra en conduccin y mantiene el circuito con voltaje igual a VZ.Figura 3

3. Diodo zener como regulador de voltaje.Observando el circuito de la figura 4, la tensin de salida no regulada VAA de la fuente debe ser superior a la VZ. De esta manera la cada de tensin en R originada por la corriente del diodo ms la tensin VZ que debe suministrar la fuente de alimentacin. Al intensificarse la corriente de carga debilita la corriente del diodo, de manera que la cada de tensin en R ser siempre la diferencia entre la tensin VZ y la tensin de la fuente de alimentacin. Incluso si esta vara a causa de la carga, la tensin regulada de salida se mantiene constante. Figura 4.

El valor mnimo de la resistencia R est determinado por la intensidad mxima que pueda soportar el diodo: .

EVALUACION.1. Analice los datos de la tabla 1. Cmo determina si los diodos funciona correctamente?Se podra determinar que un diodo funciona correctamente cuando esta en polarizacin directa, ya que no presenta mucha resistencia al conducir la corriente.Los diodos rectificadores siempre funcionan correctamente, y se podra decir que acta como un diodo ideal, ya que conduce la corriente bien en la zona directa con resistencia casi cero. 2. Con los datos obtenidos en la tabla 2 construya la grfica VD vs ID. Campare con a grafica para el mismo diodo obtenida en el paso 4 del procedimiento.3. Explique las diferencias y similitudes en las curvas caractersticas de los diodos de silicio y de germanio.4. Cmo se puede explicar la ausencia de corriente inversa en ambos diodos?Esto se da en la polarizacin inversa, aqu el diodo no debera conducir corriente; pero, debido al efecto de la temperatura se forma pares electrn-hueco a ambos lados de la unin produciendo una pequea corriente despreciable denominada corriente inversa de saturacion. 5. Investigue que es la resistencia esttica RD de un diodo Cmo se puede calcular?Se define como la relacin entre la tensin y la corriente, es decir, V/I. en un punto cualquiera de la curva caracterstica del diodo, la resistencia esttica se obtiene como la inversa de la pendiente de la recta que une dicho punto como el origen de coordenadas. La resistencia esttica en directa (RDF) y de resistencia esttica en inversa (RDR).

Dnde: VQ e IQ son la tensin y la corriente respectivamente en polarizacin directa.VP e IP son la tensin y la corriente respectivamente en polarizacin inversa.

6. Utilizando los resultados delos puntos 4 y 5 calcule la resistencia esttica RD en polarizacin directa para los diodos de silicio y germanio, y en polarizacin inversa para los diodos Zener en los puntos de operacin indicados en la tabla 3.7. Investigue que es la resistencia dinmica rD de un diodo y como se calcula.Constituye un parmetro importante. Se define como la inversa de la pendiente de la curva caracterstica, en el punto de funcionamiento:

Teniendo en cuenta si esta en polarizacin directa o inversa

8. Calcule el valor de la resistencia dinmica rD para los valores de corriente 2mA y 9mA en polarizacin directa para los diodos de silicio y germanio, y en polarizacin inversa para el diodo Zener.9. Cmo afecta la temperatura externa el funcionamiento de los diodos? Cmo se desplaza la curva caracterstica de un diodo antes un aumento de temperatura?10. A partir del modelo matemtico de la curva del diodo de silicio y la curva obtenida en el punto 4 determine la temperatura de la unin del diodo que usted utilizo.