¿Qué es un diodo Zener?
Como su nombre lo indica el diodo Zener es de la familia de los diodos semiconductores y pueden funcionar de la misma forma que cualquier otro. Es decir como un interruptor, pero en realidad estos no fueron pensados ni diseñados para funcionar de esta forma. Si no para resolver un pequeño inconveniente que entre comillas tienen los diodos normales. Ya que al ser polarizados de forma inversa llega un momento en que si les pones demasiada tensión estos se rompen y empiezan a conducir la electricidad sin ninguna restricción. Con la actualización a los Zener se logró resolver ese problema ya que el creador Melvin Zener le añadió una función de regulación de voltaje.
¿Cómo funcionan los diodos Zener?
Como ya mencionamos antes, el funcionamiento principal de este dispositivo es el de regular el voltaje que pasa por sus terminales cuando se polariza de forma inversa. Cabe mencionar que su funcionamiento no es ideal, ya que mientras se llega al voltaje que tiene que regular deja pasar pequeñas cantidades de corriente y voltaje. Y cuando esta por encima del voltaje que se tiene que regular también deja pasar pequeñas cantidades extra, es decir que si nuestro Zener es de 5.1v y tenemos mas voltaje por ejemplo 9v nuestro diodo nos arrojara 5.7v.
Para trabajar con este componente debemos de tener en cuenta algunas características importantes para que pueda funcionar bien y no lleguemos a dañar algún componente. Como primer paso tenemos que escoger el tipo de diodo Zener adecuado. Ya que existen diferentes tipos y todo depende del tipo de voltaje y potencia con los que queramos trabajar. También debemos de colocar una resistencia de drenado que sirve para limitar la corriente que le llega al diodo. Para poder calcular la resistencia de drenado se utiliza la formula Rs= (Vs- Vo)/(iL + iZ)-Ejercicio.
Aplicaciones de los diodos Zener
Dentro de las aplicaciones de estos componentes básicamente son las de mantener el voltaje dentro de un rango de funcionamiento como por ejemplo;
- Regulador de voltaje: Es la aplicación mas sencilla, consiste en colocar el diodo en polarización inversa y este nos entregara el voltaje que debe entregar.
- Protección: Muchas veces trabajamos con componentes que son demasiado sensibles a las variaciones de voltaje y corriente. Por lo que colocar un diodo Zener es de gran ayuda, ya que si por alguna razón estamos trabajando con 12V y dé repente tenemos un pico de voltaje de 36V el Zener que tengamos entra en acción y limita el voltaje. En este caso colocamos uno de 14v para que ese sea siempre el voltaje máximo que podamos llegar a tener
- Tensión de referencia: Prácticamente se utiliza como un divisor de tensión donde se colocan dos resistencias. Pero remplazamos una de las resistencias ya que estas consumen mucha corriente y por ende nos dejan muy poca para poder trabajar. Al momento de remplazar una de las resistencias el diodo nos ofrece la oportunidad de tener una mayor corriente para nuestra carga.
- Estabilizador: Cuando tenemos una fuente de alimentación pero tenemos un voltaje rizo. Es decir que, nuestra fuente da un voltaje de 5v pero tenemos una variación entre 4 y 6 volts podemos colocar un zener para que pueda regular el voltaje de mejor froma. Por ejemplo, poniendo uno de 5.1v para que siempre se mantenga en el rango de los 5v.
- Modificador de señales: Se utilizan para recortar señales poniéndoles un tope de funcionamiento. Por ejemplo queremos que nuestra señal solo funcione en el rango de los +7v y -7v entonces hacemos un arreglo con diodos Zener de 7v y cuando nuestra señal pase de los +/-7v. Este entra en acción y no permite que la señal alcance mas del rango permitido.
¿Cuál es la diferencia entre un diodo Zener y un regulador de voltaje?
Aun que a simple vista estos dos componentes funcionan exactamente igual, existe una gran diferencia que radica en la corriente que pueden manejar. Ya que los Zener son capaces de manejar muy poca corriente comparados con los reguladores de voltaje. Es decir que, los Zener se utilizan más como protección ante las variaciones de voltaje o para aplicaciones que consumen muy poca corriente. Y los reguladores para aplicaciones donde se requiere de una corriente considerable.
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