Dispositivos semiconductores: diodo Zener
Es un tipo específico de diodo semiconductor, que está hecho para operar en la región de ruptura inversa. La siguiente figura muestra la estructura cristalina y el símbolo de un diodo Zener. En su mayor parte, es similar al de un diodo convencional. Sin embargo, se realizan pequeñas modificaciones para distinguirlo de un símbolo de un diodo regular. La línea doblada indica la letra 'Z' del Zener.
La diferencia más significativa entre los diodos Zener y los diodos de unión PN normales está en el modo en que se utilizan en los circuitos. Estos diodos normalmente funcionan solo en la dirección de polarización inversa, lo que implica que el ánodo debe estar conectado al lado negativo de la fuente de voltaje y el cátodo al positivo.
Si se usa un diodo regular de la misma manera que el diodo Zener, se destruirá debido a una corriente excesiva. Esta propiedad hace que el diodo Zener sea menos significativo.
La siguiente ilustración muestra un regulador con un diodo Zener.
El diodo Zener está conectado en dirección de polarización inversa a través de una fuente de alimentación de CC no regulada. Está muy dopado de modo que se reduce la tensión de ruptura inversa. Esto da como resultado una capa de agotamiento muy fina. Debido a esto, el diodo Zener tiene una tensión de ruptura inversa agudaVz.
Según la acción del circuito, la ruptura ocurre bruscamente con un aumento repentino de la corriente, como se muestra en la siguiente figura.
voltaje Vzpermanece constante con un aumento de la corriente. Debido a esta propiedad, el diodo Zener se usa ampliamente en la regulación de voltaje. Proporciona un voltaje de salida casi constante independientemente del cambio de corriente a través del Zener. Por lo tanto, la tensión de carga permanece en un valor constante.
Podemos ver que a un voltaje inverso particular conocido como voltaje de rodilla, la corriente aumenta bruscamente con un voltaje constante. Debido a esta propiedad, los diodos Zener se utilizan ampliamente en la estabilización de voltaje.