DIODOS ZENER

DIODOS ZENER

1. Aplicacion

   • • Es un dispositivo de silicio con unión PN diseñado para operar en la región de ruptura en inversa. Su función es regular voltaje para producir voltajes de referencia estable y así usarlos en fuentes de alimentación, voltímetros etc.
     • Ruptura Zener
       • Cuando un diodo normal se polariza inversamente, circula a través de el la corriente inversa de saturación, cuyo valor es prácticamente constante. Sin embargo, cuando la tensión inversa aplicada aumenta y alcanza cierto valor, la curva del diodo presenta un cambio brusco y entra en la zona de ruptura, produciéndose un aumento de la corriente
     • Características de Ruptura
       • • Se incrementa el voltaje en inversa (VR), la corriente en inversa (IR) permanece extremadamente pequeña hasta la “inflexión” de la curva. • se inicia la ruptura, comienza a reducirse a medida que la corriente se incrementa rápidamente. • El voltaje de ruptura zener permanece esencialmente constante aunque se incrementa un poco a medida que se incrementa la corriente
       • • Se incrementa el voltaje en inversa (VR), la corriente en inversa (IR) permanece extremadamente pequeña hasta la “inflexión” de la curva.
       • • La corriente en inversa también se llama corriente zener
       • • Se inicia el efecto de ruptura: la resistencia Zener interna comienza a reducirse a medida que la corriente se incrementa rápidamente
       • el voltaje de ruptura zener permanece esencialmente constante aunque se incrementa un poco a medida que se incrementa la corriente
     • Regulación con diodo Zener de una carga variable
       • • La figura muestra un regulador de voltaje con diodo Zener con un resistor de carga variable a través de las terminales. El diodo Zener mantiene un voltaje casi constante a través de RL en tanto que la corriente del Zener sea mayor que IZK y menor que IZM.
         • Regulación desde cero hasta carga plena
           • • Cuando las terminales de salida del regulador Zener están abiertas (RL= infinito), la corriente de carga es cero y toda la corriente circula a través del Zener; ésta es una condición sin carga
           • • Cuando se conecta un resistor de carga (RL), una parte de la corriente total circula a través del Zener, y una parte a través de RL.
           • • La corriente total a través de R permanece en esencia constante en tanto el Zener esté regulando.
           • • La corriente total a través de R permanece en esencia constante en tanto el Zener esté regulando.
           • • A medida que RL se reduce, la corriente de carga, IL, se incrementa e IZ se reduce. El diodo Zener continúa regulando el voltaje hasta que IZ alcanza su valor mínimo, IZK.
           • • En este momento la corriente de carga es máxima y existe una condición de plena carga.

2. Coeficiente de Temparatura

   • Especifica el cambio en porcentaje del voltaje del Zener por cada cambio de un grado Celsius de la temperatura
     • formula para calcular el cambio de voltaje frente a un cambio de temperatura Vz= Vz xTC x  T

3. Disipación y reducción de la potencia nominal

   • • Los diodos zener se especifican para que operen a una potencia máxima llamada disipación de potencia máxima en cd, PD(máx). La disipación de potencia en cd se determina con la fórmula PD =Vz.Iz
   • Reducción de potencia nominal
     • El factor de reducción nominal se expresa en mW/°C. La potencia reducida nominal máxima se determina con la fórmula siguiente • Pd(darated) = PD (max) – (mW \ °C) AT
   • HOJA DE DATOS
     • • Valores nominales máximos absolutos
       • La disipación de potencia máxima, PD, se especifica como 1.0 W hasta 50°C.el diodo Zener deberá ser operado por lo menos a 20 por ciento por debajo de este máximo para asegurar la confiabilidad y una vida útil

4. Diodos Zener hoja de datos

   • Características eléctricas. La primera columna en la hoja de datos contiene los números del tipo de zener, 1N4728A a 1N4764A. • Voltaje del Zener, VZ y corriente de prueba del Zener, IZ. Para cada tipo de dispositivo se dan los voltajes mínimo, típico y máximo del Zener. VZ está medido a la corriente de prueba del Zener especificada, IZ. Por ejemplo, el voltaje del Zener para un 1N4728A puede variar desde 3.315 V hasta 3.465 V, con un valor típico de 3.3 V con una corriente de prueba de 76 mA. • Impedancia máxima del Zener. ZZ es la impedancia máxima del Zener con la corriente de prueba especificada, IZ. Por ejemplo, para un 1N4728A, ZZ es de 10 ohmios con 76 mA. La impedancia máxima del Zener, ZZK, en la inflexión de la curva característica se especifica con IZK, la cual es la corriente en la inflexión de la curva. Por ejemplo, ZZK es de 400 ohmios con 1 mA para un 1N4728A. • Corriente de fuga. La corriente de fuga en inversa se especifica para un voltaje en inversa menor que el volta
   • Regulación con diodo Zener de un voltaje de entrada variable
     • • Los reguladores con diodo Zener producen un nivel de cd razonablemente constante a la salida, aunque no son particularmente eficientes. Por esta razón, están limitados a aplicaciones que requieren sólo baja corriente en la carga.
       • • La corriente absoluta más baja que mantendrá la regulación se especifica con IZK, la que para el 1N4740A es de 0.25 mA y representa la corriente sin carga.
         • • La corriente máxima no aparece en la hoja de datos, pero se calcula a partir de la especificación de potencia de 1 W, la cual sí aparece en la hoja de datos.
           • • Tenga en cuenta que tanto los valores máximos como los mínimos se encuentran en los extremos de operación y representan la operación en el peor de los casos
             • Regulación con diodo Zener de un voltaje de entrada variable
     • • A medida que el voltaje de entrada varía (dentro de los límites), el diodo Zener mantiene un voltaje de salida casi constante a través de sus terminales.
     • • Sin embargo, a medida que VENT cambia, IZ lo hace proporcionalmente de modo que los valores de corriente mínimo y máximo (IZK e IZM) limitan la variación del voltaje de entrada con el que el Zener puede operar.
     • • El resistor R es el limitador de corriente en serie. Lomes didores indican los valores relativos y tendencias.
     • • Para ilustrar la regulación, se utilizará el modelo ideal del diodo Zener 1N4740A (omitiendo su resistencia) del circuito de la figura.

5. Limitadores con Zener

   • • Además de aplicaciones de regulación de voltaje, los diodos Zener se utilizan en aplicaciones de ca para limitar las excursiones de voltaje a niveles deseados.
   • • La figura muestra tres formas básicas en las que la acción limitadora de un diodo Zener puede ser utilizado. La parte (a) muestra un Zener utilizado para limitar el pico positivo de un voltaje de señal al voltaje Zener seleccionado. Durante la alternancia negativa, el Zener actúa como diodo polarizado en directa y limita el voltaje negativo a -0.7 V.
   • • Cuando se invierte la posición del Zener, como en la parte (b), el pico negativo la acción Zener limita el pico negativo y el voltaje positivo se limita a +0.7 V.
   • • Dos diodos Zener espalda con espalda limitan ambos picos al voltaje Zener +-0.7 V, como lo muestra la parte (c). Durante la alternancia positiva, D2 funciona como limitador Zener y D1 como un diodo polarizado en directa. Durante la alternancia negativa, los roles se invierten.
   • El Diodo Varactor
     • • La capacitancia en la unión de los diodos varía con la cantidad de polarización en inversa.
     • • Los diodos varactores están diseñados especialmente para aprovechar esta característica y se utilizan como capacitores controlados por voltaje en lugar de los diodos tradicionales.
     • • Estos dispositivos se utilizan comúnmente en sistemas de comunicación. Los diodos varactores también se conocen como varicaps o diodos sintonizadores.
     • • Un varactor es un diodo que siempre opera con polarización inversa y se dopa para incrementar al máximo la capacitancia inherente de la región de empobrecimiento. La región de empobrecimiento actúa como el dieléctrico del capacitor debido a su característica no conductora.
     • • Las regiones p y n son conductoras y actúan como las placas de un capacitor, como se muestra en la figura.

6. Hoja de Datos parcial de los diodos varactores Zetex

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