zener

DIODO ZENER

Los diodos zener están diseñados para mantener un voltaje constante en sus terminales, llamado Voltaje o Tensión Zener (Vz), cuando se polarizan inversamente, es decir cuando está el cátodo con una tensión positiva y el ánodo negativa. Un zener en conexión con polarización inversa siempre tiene la misma tensión en sus extremos (tensión zener).

El diodo zener presenta dos terminales; ánodo (+), y cátodo (-), como se puede apreciar en la imagen presentada antes.

APLICACIONES

 Diodo Zener como Regulador de Voltaje:

Al ser el Zener un elemento tan preciso, su principal aplicación es la de regular la tensión (conseguir un valor de voltaje muy exacto) que le llega a un determinado componente, como es una resistencia de carga (un altavoz, un foco, etc.). Aunque en algunas ocasiones existe un rango relativamente grande de voltajes para los que tus aplicaciones van a funcionar, a veces resulta necesario que la alimentación que le aportes al elemento en cuestión sea muy precisa y ahí es donde entran los diodos Zener.

Generalmente, las fuentes de alimentación (ya sea una pila, un cargador de móvil o lo que se te ocurra) no suelen entregar un voltaje constante a la carga. Estos casos utilizar un diodo Zener hará que puedas eliminar dichas variaciones.

Otras veces el problema reside en que tienes un circuito al que vas a conectar algo (vas a variar su resistencia de carga). Como lo que estás haciendo en estos casos es conectar una resistencia, tu circuito va a ver modificada su corriente y, a su vez, esa modificación de la corriente puede variar el voltaje. Añadir diodos Zener en estos casos hará que, aun que varíe la corriente, el voltaje permanezca constante.

Llevar a cabo el circuito es realmente sencillo (como puedes observar en la figura). Todo lo que debes hacer es asegurarte de que todos los valores estén dentro de los márgenes de funcionamiento (para que no fundas el Zener si te pasas de potencia, te quedes por debajo del voltaje de funcionamiento Vz, etc.).

La resistencia que puedes ver en paralelo con el diodo Zener es la que antes denominé resistencia de carga y que, en tu caso, será el elemento sobre el que quieres tener regulado el voltaje.

 

Diodo Zener Como Elemento de Protección del Circuito:

 

De forma similar a lo anterior, puedes elaborar un circuito en el que te asegures que el voltaje máximo que le va a llegar a la carga nunca será superior al que hayas fijado con tu diodo Zener. La diferencia reside en que antes buscabas que el voltaje no variase. En esta ocasión dejas que el voltaje varíe pero siempre sin superar un determinado umbral.

Diodo Zener Como Recortador:

 

Esta aplicación del Zener no es más que un caso especial del modelo anterior. Se lleva a cabo cuando se desea conseguir que una señal alterna (AC) quede limitada, recortada, a un voltaje concreto (así, cuando la señal alterna vaya variando sus valores pongamos de -9V a 9V, puedes poner un diodo Zener que te recorte todos los que estén por encima 5V, por debajo de -5V o incluso ambos).

FUNCIONAMIENTO

La batería o fuente de alimentación es la encargada de suministrar el voltaje de exploración para el diodo zener a pruebas, la resistencia R1 hace de limitador de corriente, pero forma a la vez junto con la resistencia variable RV1 un divisor resistivo, cuya tensión resultante es entregada a los puntos 1 y 2, puntos de conexión del diodo a prueba, resulta imprescindible que antes de comprobar un diodo zener, se chequee la existencia de 0 voltio entre los puntos de salida 1 y 2, es importante que el voltímetro de corriente directa se conecte tal como aparece en la figura, de lo contrario el diodo a prueba puede resultar afectado, una vez que los puntos 1 y 2 se encuentren a 0 voltio, se procede a colocar el diodo zener según muestra la figura (en sentido inverso) y luego ajustando suavemente el potenciómetro RV1 se chequeará mediante el voltímetro el voltaje que deberá ser creciente hasta tanto el diodo zener alcance su tensión zener, es entonces cuando el voltímetro detendrá la lectura a pesar del movimiento del potenciómetro RV1.La lectura tomada por el voltímetro será el valor de la tensión zener.

CURVA CARACTERISTICA

El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente. Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común. Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante. 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 muy pequeño, 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.