Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

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Diodos de propósito especial 141
Figura 5.9
Aplicaciones de los zener. (c) Con un condensador de 6-V en un sistema de 12-V.
FUENTE
DE
ALIMEN-
TACIÓN
+
12 V
–
6,8 V
1000 µF
6-V NOMINAL
5,2 V
(c)
10 V. Cada uno de los diodos de silicio está polarizado en diercta y generan las salidas de 10,7 V y 11,4 V, como se
puede ver en la figura. Los diodos superiores tienen una tensión de disrupción de 2,4 V y proporcionan una salida
de 13,8 V. Con otras combinaciones de diodos zener y de silicio, un circuito como éste puede generar tensiones continuas
de salida diferentes.
Si intenta conectar un relé de 6 V a un sistema de 12 V, probablemente el relé resulte dañado, por lo que es necesaria
alguna otra caída de tensión. La Figura 5.9 b muestra una forma de hacer esto. Conectando un diodo zener
de 5,6 V en serie con el relé, sólo aparecen 6,4 V en el relé, lo que normalmente está dentro de la tolerancia de la
tensión nominal que soporta el relé.
Los condensadores electrolíticos grandes tienen valores nominales de tensión bajos. Por ejemplo, un condensador
electrolítico de 1000 F puede tener una tensión nominal de sólo 6 V. Esto significa que la tensión máxima que
puede soportar el condensador sería de 6 V. La Figura 5.9c muestra una solución en la que se utiliza un condensador
electrolítico de 6 V con una fuente de alimentación de 12 V. De nuevo, la idea es emplear un diodo zener para
que haya una cierta caída de tensión. En este caso, en el diodo zener caen 6,8 V, dejando sólo 5,2 V para el condensador.
De esta manera, el condensador electrolítico puede filtrar la fuente de alimentación y permanecer dentro
de sus valores límite de tensión.
5.3 Segunda aproximación de un diodo zener
La Figura 5.10a muestra la segunda aproximación de un diodo zener: una resistencia de zener en serie con una
batería ideal. La tensión total en el diodo zener es igual a la tensión de disrupción más la tensión que cae en la
resistencia del zener. Puesto que R Z es relativamente pequeña en un diodo zener , tiene un efecto muy pequeño
sobre la tensión total que cae en el diodo zener.
Efecto en la tensión de carga
¿Cómo podemos calcular el efecto de la resistencia del zener en la tensión de carga? La Figura 5.10b muestra una
fuente de alimentación que excita a un regulador zener con car ga. Idealmente, la tensión en la carga es igual a la
tensión de disrupción V Z . Pero en la segunda aproximación, se incluye la resistencia del zener, como se muestra en
la Figura 5.10c. La caída de tensión adicional en R Z aumentará ligeramente la tensión en la carga.
Dado que la corriente del zener circula por la resistencia del zener en la Figura 5.10 c, la tensión en la car ga
viene dada por:
V L V Z I Z R Z
Como puede ver, la variación en la tensión de carga respecto del caso
ideal es:
V L I Z R Z (5.7)
Normalmente, R Z es pequeña, por lo que la variación de tensíón también
lo es, habitualmente, de unas décimas de voltio. Por ejemplo, si
I Z 10 mA y R Z 10 , entonces V L 0,1 V.
INFORMACIÓN ÚTIL
Los diodos zener con tensiones de
disrupción próximas a 7 V tienen
impedancias de zener más pequeñas.