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Diodo zener

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Conceptos básicos de un diodo Zener

Text of Diodo zener

  • 1. Caractersticas, Funcionamiento y Ejemplos

2. El transistor es un dispositivo semiconductor de tres compuestos ya sea de dos capas de material tipo n y una de tipo p o dos capas de material tipo p y una de tipo n. El primero se denomina transistor npn, en tanto que el ltimo recibe el nombre de transistor pnp, para as poder polarizarse. Los transistores sirven como amplificadores. 3. El transistor tiene tres terminales que son, base, emisor, colector. Donde B es el factor de amplificacin (que por lo regular se encuentra en la base y el emisor). El anlisis o diseo de un amplificador de transistor requiere del conocimiento de la respuesta del sistema, tanto de CD como de CA. El trmino polarizacin que se utiliza se refiere a la aplicacin de voltajes de CD para establecer un nivel fijo de corriente y voltaje. Para amplificadores de transistor, el voltaje y la corriente de CD resultantes establecen un punto de operacin sobre las caractersticas, el cual define la regin que se emplear para la amplificacin de la seal aplicada. 4. El diodo Zener es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas o en zona inversa, recibe ese nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener. El diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensin casi constantes, con diferencia de que se presenten grandes variaciones de la tensin de red, de la resistencia de carga y temperatura. 5. Cuando se alcanza la denominada tensin Zener en polarizacin inversa, el diodo recorta la onda de tensin, de este modo mantiene la tensin constante entre sus terminales dentro de ciertos mrgenes. Si la corriente es muy pequea la tensin empezar a disminuir, pero si es excesiva puede destruir el diodo. Esta propiedad hace que el diodo Zener sea utilizado como regulador de tensin en las fuentes de alimentacin. 6. Son mal llamados a veces diodos de avalancha, pues presentan comportamientos similares a estos, pero los mecanismos involucrados son diferentes. 7. Diodo Zener Pequeo diodo Zener Tipo Semiconductor Smbolo electrnico Configuracin nodo y Ctodo (se polariza inversamente, con respecto al diodo convencional) 8. Si a un diodo Zener se le aplica una corriente elctrica de nodo al Ctodo toma las caractersticas de un diodo rectificador bsico. Pero si se le suministra una corriente inversa, el diodo solo dejara pasar un voltaje constante. En conclusin: el diodo Zener debe ser polarizado al revs para que adopte su caracterstica de regulador de tensin. y su smbolo es como un diodo normal pero tiene 2 terminales a los lados. Este diodo no se comporta como un diodo convencional en condiciones de alta corriente, porque cuando recibe demasiada corriente este no se quema sino que se apaga 9. Un diodo zener es usado sobre una polarizacin inversa, como limitador de voltaje o regulador bsico. Supngase que tenemos una fuente de voltaje de 12v y queremos limitar el voltaje de salida para 7.5v. Si seleccionamos un diodo zener 1N4737 7.5v de acuerdo con su hoja de referencia podemos ver que: 10. lzt = 34mA que es la corriente mnima necesaria para llegar a Vz, y Izm = 121 mA es la corriente mxima admisible. Entonces un buen punto para empezar es lz = 80 mA cerca de la media. Complementemos la informacin con el siguiente circuito. 11. RL es una resistencia que limita la corriente, necesaria para no aplicar directamente los 12v al diodo zener. Antes de nada, si no existe voltaje conectado a la salida, la diferencia de potencial es la siguiente: Necesitamos 80mA, usando la ley de Ohm, calculamos el valor de la resistencia. 12. Pero que pasa si se conecta la salida, tomando una corriente de por ejemplo, 20mA? . Del problema anterior tenemos que: La tensin en la entrada se mantiene en 12v, y la tensin zener es siempre alrededor de 7.5v, entonces la corriente en la resistencia es la misma que antes. Slo que ahora esta corriente total se distribuye, a la salida le corresponden 20 mA y 60 mA permanecen en el diodo Zener. Esto es vlido, siempre que la corriente Iz no este debajo Izt = 34mA, manteniendo el diodo zener cerca de vz = 7.5Volt. Eso es decir que la corriente mxima disponible para la carga es: 13. Diodo Zener 14. Ejercicio 1 En este ejercicio se utiliza un diodo Zener una resistencia y una resistencia variable. Determine el rango de los valores de RL que mantienen un voltaje VRL=10v y la potencia mxima nominal del diodo. Frmulas: VL=VZ=(RL*VI)/RL+R VR=VI-VZ RLmin=RVZ/VI-VZ IR=VR/R Imax=VZ/RLmin IZ=IR-IL. RLmin=(10)(1k)/50v-10=250 ohms ILmin=IRs-IZmax=VRs/Rs- IZmax ILmin=(50v)-(10v)/1k - 32mA= 0.008A RLmax (10v)/(0.008)= 1250 ohms Pmax nom =VZmax=(10)(32mA)=320Mv 15. Ejercicio 2 Determine el rango de valores de Vi que polarizan al Zener en inversa. Vz=20v Izmax=60 mA VI=((1200+220)/1200)(20) = 23.66v IRmax= Izmax+IL=60mA+1.666E- 2mA=76.66mA donde : V=IR VImax=IRSmax=RS+Vz =76mA(220hom)+ 20V=36.72v. I=20v/1.2K=1.666E-2 16. Cuando el voltaje excede cierto lmite establecido que el aparato elctrico puede soportar, el estabilizador trabaja para evitar que se dae el mismo. Un protector de picos consta de los siguientes componentes: Un fusible o un protector termomagntico que desconecta el circuito cuando se est sobrepasando el lmite de corriente, o en caso de un cortocircuito. Un transformador. Resistencia variable. Diodo Zener tambin conocido como diodo de supresin de voltaje. 17. La tensin que llega a las tomas de corriente de los hogares, no es adecuada, en general, para alimentar los aparatos electrnicos, ya que es una tensin cuyo valor y sentido de circulacin cambia peridicamente. La mayora de los circuitos electrnicos necesitan una tensin de menor amplitud y valor continuo en el tiempo. Lo primero que se hace es reducir esta tensin con un transformador, despus se rectifica para que circule en un solo sentido, y luego se aade un filtro que absorber las variaciones de tensin; todos estos bloques componen la fuente de alimentacin regulada bsica. Para circuitos ms sensibles o para dar una alimentacin de mayor calidad, se hace necesaria la insercin en la fuente de alimentacin del bloque regulador de tensin, el cual va a proporcionar una tensin constante, adems de disminuir el pequeo rizado que queda en la tensin tras pasar por el filtro. 18. Electronic Circuits Design For Beginners - Chapter 7 Learn electronics as a hobby, for industrial and home automation Max Iskram Wikipedia.org http://es.wikipedia.org/wiki/Regulador_de_tensi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Zener Electrnica teora de circuitos. Robert Boylestad y Louis Nashelsky. Editorial: Prentice Hall.