Diodo zener

Diodo especial

1. DIODO ZENER

2. Un diodo es un componente electrónico ( semiconductor ) que permite el paso de la corriente "solo en un sentido". Veamos el diodo real y su símbolo. Para que la corriente pase debe conectarse el ánodo al positivo y el cátodo al negativo

3. Cuando el diodo permite el paso de la corriente decimos que está polarizado directamente. Si está conectado de forma que la corriente no pasa por él decimos que está polarizado inversamente. Veamos que ocurre cuando conectamos un diodo con una lámpara en serie:

4. ¿Qué es un Diodo Zener? S on diodos que están diseñados para mantener un  voltaje constante  en su 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 Z ener en conexión con polarización inversa siempre tiene la misma tensión en sus extremos (tensión Z ener).

5. Como Funciona un Diodo Zener ? Cuando lo polarizamos inversamente  y llegamos a Vz (-5v)  el diodo conduce y mantiene la tensión Vz constante aunque nosotros sigamos aumentando la tensión en el circuito. La corriente que pasa por el diodo Z ener en estas condiciones se llama corriente inversa (Iz). Se llama  zona de ruptura  por encima de Vz.  Antes de llegar a Vz el diodo Z ener NO conduce; C omo vez es un regulador de voltaje  o tensión, Cuando está polarizado directamente el Z ener se comporta como un diodo normal. Pero OJO mientras la tensión inversa sea inferior a la tensión Z ener, el diodo no conduce, solo conseguiremos tener la tensión constante Vz, cuando esté conectado a una tensión igual a Vz o mayor.

6. Para el zener de la curva vemos que se activaría para una Vz de 5V (zona de ruptura), lógicamente polarizado inversamente, por eso es negativa. En la curva de la derecha vemos que sería conectado directamente, y conduce siempre, como un diodo normal. Este diodo se llamaría  diodo zener de 5V , pero podría ser un  diodo zener de 12V , etc.

7. Sus dos características más importantes son su  Tensión Zener  y la máxima  Potencia que pueden disipar  =  Pz  (potencia Z ener). La relación entre Vz y Pz nos determinará la máxima corriente inversa, llamada Iz máx. OJO si sobrepasamos esta corriente inversa máxima el diodo Z ener puede quemarse, ya que no será capaz de disipar tanta potencia.  Un ejemplo: Tenemos un diodo Z ener de 5,1V y 0,5w. ¿cual será la máxima corriente inversa que soportará?   Recordamos P = V x I; I = P/V. En nuestro caso Iz máx.= Pz/Vz = 0,5/5,1 = 0,098A.

8. Para evitar que nunca pasemos de la corriente inversa máxima, los diodos Z ener se conectan siempre con una resistencia en serie que llamamos "Resistencia de Drenaje".  Vamos a ver como sería la  conexión básica de un diodo Z ener  en un circuito:

9. La Rs (resistencia en serie con el Z ener) sería la resistencia de drenaje que sirve para limitar el flujo de corriente por el Z ener y la Rl es la Carga a elemento de salida que va a tener la tensión Z ener constante por estar en paralelo.Así se conectan siempre el Z ener diodo. En el circuito anterior la tensión de salida se mantendrá constante, siempre que sea superior a la Vz, y además será independiente de la tensión de entrada Vs. Esto nos asegura que la carga siempre estará a la misma tensión.  Si aumentamos por encima de Vz la tensión de entrada Vs a la salida tendremos siempre la tensión constante igual a Vz.

10.   ¿Para qué sirve un diodo Zener?   E stos diodos se utilizan como  reguladores de tensión o voltaje  para determinadas tensiones y resistencias de carga. Con un Z ener podemos conseguir que a un componente (por ejemplo un altavoz) siempre le llegue la misma tensión de forma bastante exacta.  Otro uso del Z ener es como  elemento de protección  de un circuito para que nunca le sobrepase una determinada tensión a la carga del circuito. L os Z ener deben diseñarse para que sean capaces de soportar la potencia de la carga, de otra forma podrían llegar a bloquearse o incluso quemarse.

11. Tipos de Diodos Zener Actualmente se pueden encontrar diodos Z ener de valores Vz desde 0,2V hasta 200V y de Pz hasta los 50 vatios. Hay principalmente dos variedades de Z ener, los ZD o ZDP que son los europeos y los 1N que son americanos. Los ZDP por ejemplo el ZPD12 significa que tienen una tensión Z ener de 12V. Para el resto tendremos que mirar sus características en la tabla de fabricante, aunque normalmente su tensión de ruptura viene impreso sobre el mismo diodo Z ener.