Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

–
+
–
+
Diodos de propósito especial 135
Resistencia zener
En la tercera aproximación de un diodo de silicio, la tensión directa que cae en un diodo es igual a la tensión umbral
más la tensión adicional que cae en la resistencia interna.
De forma similar, en la región de disrupción, la tensión inversa que cae en un diodo es igual a la tensión de
disrupción más la tensión adicional que cae en la resistencia interna. En la región inversa, la resistencia interna se
denomina resistencia zener. Esta resistencia es igual a la inversa de la pendiente en la región de disrupción. En
otras palabras, cuanto más vertical es la región de disrupción, menor es la resistencia zener.
En la Figura 5.1 c, la resistencia zener indica que un incremento de la corriente inversa produce un ligero
incremento de la tensión inversa. Este incremento de tensión es muy pequeño, normalmente de sólo unas décimas
de voltio. Este ligero incremento puede ser importante a la hora de definir el diseño, pero no lo es cuando se detectan
averías o se hace un análisis preliminar. A menos que se diga lo contrario, en nuestras explicaciones ignoraremos
la resistencia zener. La Figura 5.1(d) muestra algunos diodos zener típicos.
Regulador zener
A veces, al diodo zener se le llama diodo regulador de tensión porque mantiene una tensión de salida constante incluso
cuando la corriente que le recorre varía. Como se muestra en la Figura 5.2a, en la zona de operación normal,
el diodo zener tiene que estar polarizado en inversa. Además, para operar en la región de disrupción, la tensión de
la fuente V S tiene que ser mayor que la tensión de disrupción del zener V Z . Siempre se utiliza una resistencia serie
R S para limitar la corriente del zener a una corriente menor que su máxima corriente de operación. Por otro lado,
el diodo zener se quemará, como cualquier otro dispositivo si su disipación de potencia es excesiva.
La Figura 5.2b muestra una forma alternativa de dibujar el circuito incluyendo las conexiones a tierra. Cuando
un cicuito tiene tierra, podemos medir las tensiones con respecto a tierra.
Por ejemplo, suponga que queremos saber qué tensión cae en la resistencia serie de la Figura 5.2b. Vamos a ver
una forma de hallarla cuando se tiene ya el circuito construido. En primer lugar, se mide la tensión entre el terminal
izquierdo de R S y tierra. En segundo lugar, se mide la tensión entre el terminal derecho de R S y tierra. Por último,
se restan las dos tensiones para obtener la tensión que cae en R S . Si se dispone de un voltímetro flotante o de
un multímetro digital, puede conectarse directamente en paralelo con la resistencia serie.
La Figura 5.2c muestra la salida de una fuente de alimentación conectada a una resistencia serie y a un diodo
zener. Este circuito se utiliza cuando se desea una tensión continua de salida menor que la salida de la fuente de
alimentación. Un circuito como éste es un regulador de tensión zener, o simplemente regulador zener.
La ley de Ohm
En la Figura 5.2, la tensión en la resistencia serie o limitadora de corriente es igual a la diferencia entre la tensión
de la fuente y la tensión del zener. Por tanto, la corriente que circula por la resistencia es:
V S V Z
I S (5.1)
RS
Una vez que se conoce el valor de la corriente serie, también se conoce el valor de la corriente del zener , ya que el circuito
de la Figura 5.2 es un circuito serie. Observe que I S tiene que ser menor que I ZM .
Diodo zener ideal
Para la detección de averías y los análisis preliminares, podemos aproximar la región de disrupción a una línea
vertical. Por tanto, la tensión es constante incluso cuando la corriente varía, lo que es equivalente a ignorar la
Figura 5.2
Regulador zener. (a) Circuito básico. (b) El mismo circuito con tierra. (c) La fuente de alimentación excita al regulador.
V S
R S
V Z
+
+
–
–
V S
R S
V Z
+
–
RECTIFICADOR
EN PUENTE
CON FILTRO
CONDENSADOR
A LA ENTRADA
+
V S
–
R S
V Z
(a)
(b)
(c)