DISPOSITIVOS
ELECTRONICOS
Universidad Nacional de Misiones
DIODOS
ZENER
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
¿Qué es un diodo Zéner?
Es un Diodo semiconductor
especialmente diseñando para
especialmente diseñando para
trabajar en polarización inversa.
SÍMBOLO
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 2
DIODO
GENERAL
Curva característica de un diodo Zener:
V
z
I
D
V
D
Z
d t b j
Diodo Zener
Diodo Zener
Iz
mín
V
D
Zona de trabajo
del diodo Zener
Iz
máx
Zona de ruptura
del diodo Zener
Curva
característica
Cuando un diodo zener
trabaja en la zona de
ruptura un aumento en
ruptura, un aumento en
la corriente Iz produce
un ligero aumento en la
tensión .
El diodo zener presenta
una pequeña resistencia
que tamben se
denomina impedancia
ZONA DE RUPTURA
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER
denomina impedancia
zener (Z
Z).
5
Zona
de
Trabajo
ZONA DE TRABAJO
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 6
Diodo Zener Ideal
Funcionamiento del un
diodo Zener
diodo Zener
:
Diodo Zener
Diodo Zener
“Conduce”
“No Conduce”
(
V
z
>
V
> 0V)
+
V
z
+
V
z
+
V
Variación
de
Vz
vs.
Iz
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 9
REGULACIÓN
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 10
Punto
de
Funcionamiento
Punto
de
Funcionamiento
Circuito
Equivalente
Diodo
Zener
IZ
VZ
IZ
SIMBOLOS
de
DIODO
ZENER
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 13
Características
técnicas
Características
técnicas
Variando el nivel de dopado en diodos de silicio, el fabricante
puede producir diodos tipo
zener
con diferentes tensiones de
zener
.
El punto de trabajo de un diodo zener está limitado por los
siguientes parámetros:
V
z–
Tension de zener
(este valor é generalmente especificado para una
corriente determinada, conocida como corriente de ensayo o test
I
ZT)
I
zmáx–
Corriente de zener máxima
I
zmin–
Corriente de zener mínima
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER
P
z–
Potencia de disipación o Potencia de Zener
(P
Z= V
Zx I
Z)
Siempre y cuando la potencia de zener no sea sobrepasada, un diodo
zener puede trabajar dentro da zona de ruptura sin destruirse.>
14
Potencia
Máxima
Potencia
máxima
de
disipación.
Puesto que la tensión es
uesto que a te s ó es
constante en la zona de
trabajo, la máxima
potencia se refiere al
máximo valor de la
corriente que puede
soportar el Zener.
>
Resistencia
Zener
•
En la región de ruptura,
la tensión inversa a
través de un diodo es
t a és de u d odo es
igual a la tensión de
ruptura más una
tensión adicional a
través de la resistencia
interna. En la zona
inversa la resistencia
Resistencia
Interna
•
Esta
resistencia
es
igual
a
la
pendiente
en
la
región
de
ruptura.
En
otras
palabras,
cuanto
más
vertical
l
d
l
i
i
es
la
zona
de
ruptura
menor
es
la
resistencia
zener.
•
La
resistencia
zener
significa
que
un
aumento
en
la
corriente
inversa
producirá
un
ligero
aumento
en
la
tensión
inversa.
El
incremento
de
tensión
es
muy
ñ
l
d
dé i
d
l i
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER
pequeño,
generalmente
de
unas
décimas
de
voltio.
>
17
Corriente
Máxima
•
Las
hojas
de
características
normalmente
incluyen
la
corriente
máxima
que
puede
circular
por
un
diodo
zener
sin
exceder
su
límite
de
potencia.
p
Esta
corriente
máxima
está
relacionada
con
la
potencia
máxima
de
la
forma
siguiente:
IZM = PZM / VZ
Donde:
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER
Donde:
•
IZM = Corriente máxima por el diodo zener
•
PZM = Limitación de potencia máxima
•
VZ = Tensión zener >
18
Hoja
Característica
–
Datasheet
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 21
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 22
Efecto
Zener
•
Creación de electrones
lib
i d l f
libres a partir de la fuerza
del campo eléctrico.
•
Efecto Zener (bajas
tensiones 4V)
•
Efecto
avalancha
(altas
Coeficiente
de
temperatura
•
Es el cambio en la tensión
de ruptura por cada grado
que aumenta la
temperatura.
•
Menor
a
4
V
es
negativo
.
•
Mayor
a
6
V
es
positivo.
COEFICIENTE
DE
TEMPERATURA
COEFICIENTE
DE
TEMPERATURA
(
Z
)
100
c
V
T
V
T
T
Δ
=
⋅
⋅
−
•
T
C
:
Factor
de
corrección
•
V
z
:
Tensión
zener
nominal
•
A
vz
:
Variación
de
la
tensión
zener
(
1
2
)
Z
V
⋅
T
−
T
vz
•
T
1
:
Temperatura
•
T
2
:
Temperatura
de
referencia
(25°C)
Mgt. Ing. Victor Hugo KurtzDE17 DIODO ZENER 25
Valores
de
tensión
de
diodos
Zener
y
coeficientes
de
temperatura
a
25
°C.
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 26
Factor
de
Corrección
por
Temperatura
•
El factor de ajuste que se incluye en las hojas de
características indica
cuanto
hay
que
reducir
la
limitación
de
potencia
de
un
dispositivo
. L serie
1N764
por ejemplo, tiene una limitación de potencia
de 400 mV para una temperatura de 50 ºC. El factor
de ajuste que se da es de 3.2 mW/ºC lo que significa
que se deben restar 3.2 mW por cada grado que
rebase los 50 ºC
rebase los 50 ºC
>
DIODO
ZENER
DIODO
ZENER
Circuitos
y
Aplicaciones
V
z
R
S
V
e
I
z
+
z
e
z
Regulador
Paralelo
con
Zener
R
S
I
L
−>
0
=>
R
'
R
+
R
V
z
V
i
I
z
+
R
L
I
I
L
R
shunt
= Rs
I
Zmin
=>
R’
'
2
R
+
R
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 29
Variación
de
la
Corriente
de
Carga
Tensión
de
Entrada
Constante
V
i
=Constante ; I
L
= variable
L
Vi
−
V
max
max
min
L
L
z
Vi
V
Rs
I
I
−
=
+
V
z
R
S
V
i
I
z
+
R
L
I
I
L
min
min
max
L
L
Z
Vi
V
Rs
I
I
=
+
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz
DE17 DIODO ZENER 30
Variación
de
la
Tensión
de
Entrada
Corriente
de
Carga
Constante
V
i
= variable ; I
L
= Constante
max
min
min
L
L
Vi
V
Rs
Iz
I
−
=
+
min
L
Vi
V
R
−
V
z
R
S
V
i
I
z
+
R
L
I
I
L
min
max
L
Rs
=
+
THE
END
THE
END
Mgt. Ing. Victor Hugo Kurtz