¿Qué tipo de polarización se debe usar cuando se usa un diodo zener como regulador?

La corriente de polarización óptima para el diodo zener generalmente depende de su voltaje, pero para los diodos zener de bajo voltaje, probablemente los polarice con unas pocas decenas de mA. La corriente de polarización absoluta no es particularmente crítica, siempre que se mantenga muy por debajo de la disipación de potencia máxima para ese paquete. Entonces, la resistencia de polarización se calcularía por (Vcc – Vz) / I Donde Vcc es el voltaje de alimentación, Vz el voltaje zener e I es la corriente de polarización.

Lo siguiente es establecer qué corriente quieres sacar de esto. Presumiblemente quiere un suministro de voltaje regulado para algo. Si la corriente que desea dibujar es solo de unos pocos mA, entonces debe agregar la corriente dibujada al valor de I en la ecuación anterior. Por lo tanto, puede verlo como si la resistencia de polarización esté suministrando su carga, pero cualquier exceso de corriente pasa al diodo zener, que mantiene el voltaje a lo que se supone que es.

Si la corriente que necesita extraer es comparable a la corriente de polarización a través del diodo zener, entonces probablemente sea mejor usar algunos dispositivos electrónicos adicionales para suministrar la corriente, usando el diodo zener simplemente como referencia estable. Por ejemplo, el diodo zener podría ser seguido por un amplificador de ganancia unitaria con una capacidad de salida de corriente que coincida con la carga que tenía en mente. O el amplificador podría tener una ganancia de CC positiva, establecida con precisión por resistencias de retroalimentación negativa, que amplificaría el voltaje zener.

El diodo zener tiene una curva que muestra su voltaje regulado en función de la corriente. Hay una corriente mínima que debe pasar a través del diodo zener para mantener el voltaje regulado de ruptura inversa. Si la fuente de voltaje cambia pero la carga no, más o menos corriente pasará a través del diodo.

Determine la corriente de carga requerida. Determine los voltajes de entrada máximo y mínimo. Determine una resistencia que permita la carga de Icc más la corriente mínima de Izener con el voltaje mínimo. Determine el voltaje de entrada máximo y elija una potencia de diodo zener clasificada para disipar la corriente máxima de zener (tiempo Vz Iz máximo = potencia disipada en el zener como calor). Determine la resistencia requerida para pasar la corriente máxima a la carga y a Zener al voltaje máximo (la potencia disipada en la resistencia es directa) y elija una resistencia clasificada para la peor potencia disipada como calor.

Cambiar las fuentes de alimentación con retorno de detección es mucho más eficiente. Sin embargo, el diodo zener puede ser lo suficientemente bueno para la regulación.

Cuando se usan como reguladores, los diodos zener tienen polarización inversa. Dependiendo de su regulación requerida, es posible que deba mantener la corriente del diodo zener bastante constante (como lo señaló Loring). Otras cosas a considerar incluyen:

  • A bajas corrientes (cerca de la “rodilla” bastante mal definida), el voltaje del zener puede variar sustancialmente, por lo que querrá asegurarse de que la corriente mínima de zener opere el zener fuera de esta región. Una buena regla general es asegurarse de que, en todas las condiciones, la corriente zener nunca caiga por debajo de la “corriente de prueba” nominal (It).
  • A altas corrientes zener, el diodo puede disipar cantidades considerables de calor, por lo que puede ser conveniente usar disipador de calor (o una resistencia en serie de alta potencia para transportar parte de la “carga” térmica. Si desea regular el voltaje de una fuente de alimentación) , es posible que desee utilizar un circuito que contenga un transistor de paso:

Puede ver un video educativo sobre el diodo Zener en esta ubicación en YouTube.

En video el diodo zener se explica completamente:

Necesita invertir la polarización del diodo Zener.

También debe usar lo más cerca posible de una fuente de corriente constante, ya que la rodilla Zener no es perfectamente vertical; La corriente constante mantiene el valor de Zener más constante.

Diodos Zener utilizados en una condición de polarización inversa