Dispositos Electronicos

EXPERIMENTO Nº 4

I. TEMA: EL DIODO ZENER

II. OBJETIVOS:

Verificar experimentalmente las características de funcionamiento así como sus particularidades en comparación con otros diodos del Diodo Zener.

Medir la resistencia directa e inversa del diodo Zener dándonos cuenta que la resistencia directa es mucho menor a la resistencia inversa.

Medir los efectos de la polarización directa e inversa en la corriente por el diodo Zener.

Determinar experimentalmente y representar la característica corriente-tensión en el diodo Zener.

Construir diferentes circuitos con el diodo Zener a fin de ver sus diversos efectos sobre éstos, así como su funcionamiento y registrar las observaciones y mediciones en la guía asignada por el docente.

III. INTRODUCCION TEORICA:

Definición

El diodo Zener es un diodo de cromo1 que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas, recibe ese nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener. El diodo Zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.

Son mal llamados a veces diodos de avalancha, pues presentan comportamientos similares a estos, pero los mecanismos involucrados son diferentes. Además si el voltaje de la fuente es inferior a la del diodo éste no puede hacer su regulación característica.

Características:

Si a un diodo Zener se le aplica una corriente eléctrica del ánodo al cátodo (polarización directa) toma las características de un diodo rectificador básico, pero si se le suministra corriente eléctrica de cátodo a ánodo (polarización inversa), el diodo solo dejara pasar una tensión constante.

En conclusión: el diodo Zener debe ser polarizado al revés para que adopte su característica de regulador de tensión.

Su símbolo es como el de un diodo normal pero tiene dos terminales a los lados. Este diodo se comporta como un diodo convencional en condiciones de alta corriente porque cuando recibe demasiada corriente se quema.

Funcionamiento:

Como ha quedado expuesto, el diodo zener está ideado para trabajar con polarización inversa, careciendo de interés su funcionamiento en polarización directa, que es igual al de cualquier diodo semiconductor.

La siguiente figura corresponde a su característica tensión-corriente, y en ella nos apoyaremos para estudiar su funcionamiento.

Cuando el zener está polarizado inversamente con pequeños valores de tensión se alcanza la corriente inversa de saturación prácticamente estable y de magnitudes despreciables a efectos prácticos.

Si sigue aumentando la tensión de codo o de giro, donde los aumentos de corriente son considerables frente a los aumentos de tensión (apréciese en torno a esta tensión la curvatura de la gráfica). Sobrepasada esta zona a pequeños incrementos de tensión corresponden aumentos elevados de la corriente Iz.

Alcanzada la circunstancia anterior, nos encontraremos en la región de trabajo efectivo del zener. Debemos hacer ciertas consideraciones en este momento.

Se ha de asegurar que en régimen de trabajo, el diodo sea atravesado como mínimo por una corriente inversa Iz expresada por el fabricante para excluir la región de giro del funcionamiento normal.

No se debe sobrepasar en ningún caso Iz máx. para asegurar la supervivencia del componente.

Estos dos valores de Iz llevan asociados un par de valores de tensión, Vz ; aproximadamente el valor medio de ellos representa la tensión nominal del zener Vz nom.

Se suele expresar en las características un porcentaje de tolerancia sobre la tensión nominal.

La potencia disipada en cada momento, Pz vendrá expresada por el producto de los valores instantáneos de Vz e Iz

Los valores de Iz min e Iz max con sus valores de Vz asociados representan la región de trabajo.

En estos momentos estamos en condiciones de asegurar que en la región de trabajo, el zener es capaz de mantener en sus extremos una tensión considerablemente estable.

El zener como regulador de tensión:

En muchas circunstancias la tensión aplicada a una carga puede sufrir variaciones indeseables que alteren el funcionamiento normal de la misma. Estas variaciones generalmente vienen provocadas por:

Una variación de la resistencia de carga, que lleva emparejada una variación de la intensidad de carga.

Variaciones de la propia fuente de alimentación.

Por ambas causas.

Si elegimos un diodo zener de tensión nominal igual a la que es necesaria aplicar a la carga y somos capaces de hacerlo funcionar en su región de trabajo, conseguiremos una tensión sin apenas variaciones.

IV. Material y equipo utilizado:

Una fuente de C.C. variable

Un multímetro digital

Dos miliamperímetros

Un voltímetro de CC

Un diodo Zener

Resistores fijos 100 ohm , 330 ohm y 3.9 KJ ohm

Cables con conectores cocodrilo /banano y un cordón AC

V. PROCEDIMIENTO:

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