DIODOS ZENER

La región Zener se analizo ya un poco. La característica cae casi verticalmente con un potencial de polarización en inversa denotado $V_{Z}$. El hecho de que la curva caiga y se aleje del eje horizontal en vez de elevarse y alejarse en la región de $V_{D}$ positivo, revela que la corriente en la región Zener tiene una dirección opuesta a la de un diodo polarizado en directa. La ligera pendiente de la curva en la región Zener revela que existe un nivel de resistencia que tiene que ser asociado al diodo Zener en el modo de conducción.

Esta región de características únicas se emplea en el diseño de diodos Zener, cuyo símbolo gráfico aparece en la figura 1.46a. El diodo semiconductor y el diodo Zener se presentan uno al lado del otro en la figura 1.46 para asegurarse de que la dirección de conducción de cada uno se entienda con claridad junto con la polaridad requerida del voltaje aplicado. 

En el caso del diodo semiconductor el estado “encendido” soportará una corriente en la dirección de la flecha del símbolo. Para el diodo Zener la dirección de conducción es opuesta a la de la flecha del símbolo, como se señaló en la introducción de esta sección. Observe también que la polaridad de $V_{D}$ y $V_{Z}$ es la misma que se obtendría si cada uno fuera un elemento resistivo como se muestra en la figura 1.46c.

La ubicación de la región Zener se controla variando los niveles de dopado. Un incremento del dopado que aumenta la cantidad de impurezas agregadas reducirá el potencial Zener. Están disponibles diodos Zener con potenciales de $1.8 V$ a $200 V$ y coeficientes de potencia de $1/4 W$ a $50 W$. Por sus excelentes capacidades de corriente y temperatura, el silicio es el material preferido en la fabricación de diodos Zener.

Sería fantástico suponer que el diodo Zener es ideal con una línea vertical recta en el potencial Zener. Sin embargo, hay una ligera inclinación de las características que requieren el modelo por segmentos que aparece en la figura 1.47 de esa región.

En la mayoría de las aplicaciones que aparecen en este texto el elemento resistivo en serie puede ser ignorado y se emplea el modelo equivalente reducido de sólo una batería de $cd$ de $V_{Z}$ volts. Como algunas aplicaciones de los diodos Zener oscilan entre la región Zener y la región de polarización en directa, es importante entender la operación del diodo Zener en todas las regiones. Como se muestra en la figura 1.47, el modelo equivalente de un diodo Zener en la región de polarización en inversa por debajo de $V_{Z}$ es un resistor muy grande (como en el caso del diodo estándar). Para la mayoría de las aplicaciones esta resistencia en tan grande que puede ser ignorada y se emplea el equivalente de circuito abierto. Para la región de polarización en directa el equivalente por segmentos es el que se describió en secciones anteriores. 

El término nominal utilizado en la especificación del voltaje Zener sólo indica que es un valor promedio típico. Como éste es un diodo al 20%, se puede esperar que el potencial Zener de la unidad que se elija de un lote (un término utilizado para describir un paquete de diodos) varíe $10 V$ $ 20%$ ó de $8 V$ a $12 V$. También están disponibles diodos al 10% y 50%. La corriente de prueba $I_{ZT}$ es la corriente definida por $1/4$ del nivel de potencia. La corriente es la que definirá la resistencia dinámica $Z_ZT$ y aparece en la ecuación general del coeficiente de potencia del dispositivo. Es decir
$$P_{zmax}=4I_{ZT}V_{Z}$$
El potencial Zener de un diodo Zener es muy sensible a la temperatura de operación. Se puede utilizar el coeficiente de temperatura para determinar el cambio del potencial Zener debido a un cambio de temperatura por medio de la siguiente ecuación: 
$$T_{C}=\frac{\Delta V_{Z}/V_{Z}}{T_{1}-T_{0}}\times 100\%$$

donde $T1$ es el nuevo nivel de temperatura
           $T0$ es la temperatura ambiente en un gabinete cerrado ($25°C$)
           $TC$ es el coeficiente de temperatura
           $VZ$ es el potencial Zener nominal a $25°C$

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