DIODO ZENER LISTOOOOOOOOOOOO 4151541

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

DIODO ZENER

1.-OBJETIVO:

Estudiar y comprender el funcionamiento de los circuitos con diodo zener.

2.-FUNDAMENTO TEORICO:

Un diodo Zener, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.

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 una tensión de valor constante. En el gráfico de la izquierda se ve el símbolo de diodo zener (A - ánodo, K - cátodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa

Su polarización es siempre en inversa, es decir

Tres son las características que diferencian a los diversos diodos Zener entre si:

a.- Tensiones de polarización inversa, conocida como tensión zener.- Es la tensión que el zener va a mantener constante.

b.- Coriente mínima de funcionamiento.- Si la corriente a través del zener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensión en sus bornas

c.- Potencia máxima de disipación. Puesto que la tensión es constante, nos indica el máximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.

Por tanto el Zener es un diodo que al polarizarlo inversamente mantiene constante la tensión en sus bornas a un valor llamado tensión de Zener, pudiendo variar la corriente que lo atraviesa entre el margen de valores comprendidos entre el valor minimo de funcionamiento y el correspondiente a la potencia de zener máxima que puede disipar. Si superamos el valor de esta corriente el zener se destruye.

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3.-ELEMENTOS A UTILIZAR

-Varios monofásicos

-Osciloscopio fuente DC

-Multímetro digital

-Placa de montaje “BOARD”

-Resistencias de 500Ω, 10K, 100K Ω(1W), 3uF/50v

-Zener (10V, 1W)

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4.- ACTIVIDADES:

Característica tensión-corriente

Tabla 1. Polarización inversa

VAB I(mA) Rz(Ω)3.0 0.4uA 7.5M6.0 0.7 uA 8.57M8.0 0.9 uA 8.89M10 1 10K10.03 2 5.05K10.10 5 2.02K10.22 10 1.2K10.30 20 0.5K10.11 30 0.3K10.20 40 0.25K

Tabla 2. Polarización directa

VAB I(A) Rz(Ω)0.20 0.1 uA 2M0.40 0.2 uA 2M0.55 2 uA 275K0.60 7.2 uA 83.3K0.65 55 uA 11.8K0.70 271 uA 2.58K0.75 2.3mA 3260.80 9.7mA 82

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DIODO ZENER COMO REGULADOR DE TENSION

N° RL VDC(V) IR(mA) IZ(mA) IL(mA)1 10 12 22mA -102 10.07 8 27 -193 10.09 5.5 29.5 -244 10.12 4 34 -30

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5.-CUESTIONARIO:

1.-Con los datos de las tablas 1 y 2 dibujar la gráfica de la característica tensión-corriente.

2.-Analizar el comportamiento del circuito con diodo zener, las especificaciones y cuidados a tener en cuenta.

3.-¿En qué condiciones de carga y tensión de entrada se producen los valores extremos de Vz?

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4.-¿Cuánto vale Vz en dichas condiciones? ¿están estos valores dentro de la tolerancia especificada por el fabricante?

5.-Dibuje un regulador zener y explique cómo funciona.

Para comprobar que estamos en ruptura calculamos el equivalente de Thevenin desde las bornes de la tensión VZ:

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Como en el anterior caso los valores del circuito tienen que estar entre un máximo y un mínimo:

El zener absorbe la corriente sobrante (IZ variable) y la resistencia (R) la tensión sobrante. Entonces a la salida la forma de la onda es la siguiente:

6.-Cuáles son las aplicaciones del diodo zener

Tiene aplicaciones como reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.Se aplican también como estabilizar una tensión, limitador, tensión de referencia en una fuente estabilizada, tensión de referencia en un voltímetro diferencial, tensión de referencia en comparadores

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6.-CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES.

El diodo zéner tiene la propiedad de mantener constante la tensión aplicada, aun cuando la corriente sufra cambios. Para que el diodo zener pueda realizar esta función, debe polarizarse de manera inversa.

Generalmente, la tensión de polarización del diodo es mayor que la tensión de ruptura; además, se coloca una resistencia limitadora en serie con él; de no ser así, conduciría de manera descontrolada hasta llegar al punto de su destrucción.

Es importante hacer notar que los diodos zéner se construyen especialmente para que controlen sólo un valor de tensión de salida; por eso es que se compran en términos de la tensión de regulación.

Debe tenerse en cuenta las especificaciones técnicas de los fabricantes antes de diseñar un circuito con diodos zener.

En la mayoría de las aplicaciones, los diodos zener trabajan en la región de polarización inversa (parte negativa de la grafica).

Para un buen funcionamiento del diodo zener, según las indicaciones dadas por el fabricante , si la corriente inversa se mantiene dentro de los limites indicados de seguridad , el diodo no tendría que sufrir daños volviendo a su estado normal.- Si por el contrario se aumenta la corriente más allá del límite de seguridad , el diodo sufrirá un daño permanente debido a que la energía es tan alta que es capaz de arrancar átomos enteros del material, destruyendo en forma inmediata la juntura y por ende el diodo.

Las aplicaciones industriales y comerciales para los diodos Zener abarcan un rango extenso- Entre los más comunes están los elementos de referencia de voltajes, supresores de torrentes, limitadores de voltaje generadores de ruido, comparadores de voltaje, reguladores de voltaje por retroalimentación y reguladores de voltaje de tipo paralelo de fuerza bruta.

7.-BIBLIOGARFIA

http://www.dtforum.net/index.php?topic=86223.0

http://www.unicrom.com/Tut_diodo.asp

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Diodos-Semiconductores.php

http://conocimient.iespana.es/Electronica/Electronicaanalogicabasica/Diodos/multiplicadortension.html

http://www.consumer.es/web/es/tecnologia/hardware/2006/01/09/148391.php

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http://www.unicrom.com/Tut_diodo.asp

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