12/16/2015 / por Jia (Rabiyya Khan)
un diodo Zener es un dispositivo semiconductor de silicio que permite que la corriente fluya en una dirección hacia adelante o hacia atrás. El diodo consiste en una unión p-n especial, fuertemente dopada, diseñada para conducir en la dirección inversa cuando se alcanza un cierto voltaje especificado.,
el diodo Zener tiene un voltaje de ruptura inversa bien definido, en el que comienza a conducir la corriente y continúa operando continuamente en el modo de polarización inversa sin dañarse. Además, la caída de voltaje a través del diodo permanece constante en una amplia gama de voltajes, una característica que hace que los diodos Zener sean adecuados para su uso en la regulación de voltaje.
operación del diodo Zener
El diodo Zener funciona igual que el diodo normal cuando está en el modo de polarización directa, y tiene un voltaje de encendido de entre 0.3 y 0.7 V., Sin embargo, cuando se conecta en el modo inverso, que es habitual en la mayoría de sus aplicaciones, una pequeña corriente de fuga puede fluir. A medida que el voltaje inverso aumenta al voltaje de ruptura predeterminado (Vz), una corriente comienza a fluir a través del diodo. La corriente aumenta a un máximo, que está determinado por la resistencia en serie, después de lo cual se estabiliza y permanece constante en un amplio rango de voltaje aplicado.,
Figura 1: Características del diodo Zener IV
avería Zener
la avería se debe al efecto de avería Zener que ocurre por debajo de 5.5 V, o a la ionización de impacto que ocurre por encima de 5.5 V. ambos mecanismos resultan en el mismo comportamiento y no requieren circuitos diferentes; sin embargo, cada mecanismo tiene un coeficiente de temperatura diferente.
el efecto Zener tiene un coeficiente de temperatura negativo, mientras que el efecto de impacto experimenta un coeficiente positivo. Los dos efectos de temperatura son casi iguales a 5.,5 V y se cancelan entre sí para hacer que los diodos Zener clasificados en alrededor de 5.5 V sean los más estables en una amplia gama de condiciones de temperatura.
especificaciones del diodo Zener
Los diodos Zener varían en especificaciones como voltaje de trabajo nominal, disipación de potencia, corriente inversa máxima y embalaje. Algunas especificaciones comúnmente utilizadas incluyen:
- voltaje Vz: el voltaje Zener se refiere al voltaje de ruptura inversa—2.4 V a aproximadamente 200 V; puede subir hasta 1 kV mientras que el máximo para el dispositivo montado en superficie (SMD) es de aproximadamente 47 V).
- Iz actual (máx.,): Corriente máxima en la tensión Zener nominal Vz—200 uA a 200 A).
- Iz actual (min.): Corriente mínima requerida para que el diodo se descomponga – 5 mA y 10 mA.
- Potencia nominal: la potencia máxima que el diodo Zener puede disipar; dada por el producto del voltaje a través del diodo y la corriente que fluye a través. Los valores típicos son 400 mW, 500 mW, 1 W y 5 W; para montaje en superficie, 200 mW, 350 mW, 500 mW y 1 W son típicos.
- tolerancia de voltaje: típicamente ±5%.
- estabilidad de temperatura: los diodos de alrededor de 5 V tienen la mejor estabilidad.,
- paquete: dispositivos con plomo y el montaje en superficie ya sea como dispositivos discretos o dentro de circuitos integrados.
- Resistencia Zener (Rz) : el diodo exhibe cierta resistencia como es evidente a partir de las características IV.
Figura 2: resistencia de diodos Zener
aplicaciones de diodos Zener
Los diodos Zener se utilizan para la regulación de voltaje, como elementos de referencia, supresores de sobretensión y en aplicaciones de conmutación y circuitos clipper.
regulador de voltaje
la tensión de carga es igual a la tensión de ruptura VZ del diodo., La resistencia en serie limita la corriente a través del diodo y deja caer el exceso de voltaje cuando el diodo está conduciendo.
Figura 3: regulador de derivación de diodo Zener
diodo Zener en protección contra sobretensión
Si el voltaje de entrada aumenta a un valor mayor que el voltaje de ruptura Zener, la corriente fluye a través del diodo y crea una caída de voltaje a través de la resistencia; esto desencadena el SCR y crea un cortocircuito a tierra. El cortocircuito abre el fusible y desconecta la carga de la fuente.,
Figura 4: Circuito de palanca de sobretensión SCR
circuitos de recorte de diodos Zener
Los diodos Zener se utilizan para modificar o formar circuitos de recorte de forma de onda CA. El circuito de recorte limita o corta partes de uno o ambos ciclos medios de una forma de onda de CA para dar forma a la forma de onda o proporcionar protección.
Figura 5: circuitos de recorte de diodo Zener