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Electrónica Il
Este aumento brusco de la corriente puede deberse a dos mecanismos:
1)
La
ruptura uner,
un fenómeno en el cual un aumento de voltaje suficiente hace que el campo
eléctrico próximo a la unión se vuelva tan fuerte que provoque que los electrones sean arrancados
bruscamente de los enlaces covalentes cuando se llega al
V
/.t
(barrera de voltaje del diodo).
2)
La
ruptura por avalancha,
que se debe a un efecto de emisión secundaria. Los portadores
minoritarios producidos por la ruptura de enlaces covalentes son acelerados a través de la unión a
causa de la polarización inversa. Cuando el voltaje alcanza un valor crítico, los portadores minori–
tarios alcanzan una velocidad suficiente para romper los enlaces covalentes de los átomos con los
que chocan, lo que a su vez produce la ruptura de otros enlaces, y así sucesivamente.
Como consecuencia de lo anterior se produce un abrupto aumento en el número de portadores
de corriente, lo que da lugar a que el diodo parezca tener una resistencia baja.
La
corriente inversa del diodo en la región de ruptura debe limitarse con un resistor externo
limitador de corriente, ya que el diodo puede trabajar sin ninguna dificultad siempre y cuando no
se rebase ni la temperatura ni la corriente máxima estipuladas por el fabricante.
El término
diodo zener,
que es comercial, se refiere simplemente a un diodo de silicio que trabaja
en su región de ruptura. Independientemente de que la ruptura sea del tipo zener o por avalancha,
el diodo recibe también el nombre de elemento de referencia de voltaje.
e
e
l
~~eeJ
+v
A lA'"
a)
1000
r,
(O)
lOO
1
0.1
'"
~
--
ID
lOO (mAl
b)
1000
lOO
r,
(O)
ID
I
I
"-
"
V
"-/
s
/
lmA SmA
/
ID
so
100 V
e)
Figura 11.25. a) 51mbolo del diodo zener y su equivalente, que consiste en el sfmbolo del diodo zener
Ideal, la resistencia interna de la unión de los cristales y la calda de potencial
(V bd )
a través de la unión.
b) La 'z disminuye al aumentar la corriente. e) La Impedancia dinámica Z8ner es función
tanto de la tensión de ruptura como de la corriente estática.
Para fines prácticos se acostumbra darle al diodo zener una corriente mínima de 2 a 5
mA
por
debajo del codo zener, lugar en el que el diodo empieza a conducir, o ellO% de la corriente máxima
de carga
(Iz.,..,,),
la más común de las cuales es de 5 mA.
El siguiente circuito es un regulador de voltaje básico o circuito de referencia de voltaje, en el
que la Rs es un resistor limitador de corriente que, junto con el zener, forma un divisor de voltaje.
Es importante recordar que la caída de potencial a través del zener debe ser mucho mayor que
la del propio diodo zener, pues de lo contrario estaría entrando en conducción o no, lo que ocasio–
naría inestabilidad en la regulación. Esto quiere decir que, independientemente del valor de la carga
(R
L )
o de la corriente que por ella circula,·el voltaje a través del zener se mantiene "constante", y si
hubiese variación de voltaje, ésta sería de décimas o centésimas de voltio.
v'"
1
(V)
~----- ----------
- 1_
Rs
l>l
1
m
'1\
DZ!
r'
AV
r=-
,
Al
AV
(mAl
al
b)
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Figura 11.26. a) Circuito regulador de voltaje básico.
b)
Curva caracterlstlca tiples del zener.
