Diodo Zener

Zener

El diodo Zener es un diodo de silicio fuertemente dopado​ 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 este no puede hacer su regulación característica.

Si a un diodo Zener se le aplica una tensión eléctrica positiva del ánodo respecto a negativa en el cátodo (polarización directa) toma las características de un diodo rectificador básico (la mayoría de casos), pero si se le suministra tensión eléctrica positiva de cátodo a negativa en el ánodo (polarización inversa), el diodo mantendrá una tensión constante. No actúa como rectificador sino como un estabilizador de tensión.

La corriente que pasa por el diodo zener en estas condiciones se llama corriente inversa (Iz). Se llama zona de ruptura por encima de Vz. Antes de llegar a Vz el diodo zener NO Conduce. Como ves es un regulador de voltaje o tensión.

PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DEL DIODO ZENER

Para probar un diodo zener se necesitan tres cosas: una fuente, una resistencia y, como es lógico, un multímetro digital de preferencia. También se puede usar el voltímetro analógico para comprobar el zener.

Medir un diodo zener es muy sencillo. Se mide igual que un didodo normal. Comprobar el voltaje del diodo zener garantiza que ese elemento esté realizando bien su trabajo. Así se conoce si está regulando el voltaje necesario en el circuito electrónico.

¿CÓMO COMPROBAR UN DIODO ZENER CON MULTÍMETRO DIGITAL?

Para probar o medir el diodo zener lo primero que se deberá hacer es comprobar su estado de conducción en un sentido y otro, hacia e inverso.

Colocar el multímetro digital en la escala de diodos lo cual se indica mediante el símbolo de diodo y comprobar su estado como un diodo semiconductor normal.

La resistencia en conducción deberá ser igual a la de un diodo, por encima de 500 ohms pero no superior a 800 ohms, mientras que en inverso deberá marcar 0 pues si arroja alguna lectura superior a 0 o muy cercana a este será muestra de fuga o corto circuito y no estará apto para usarlo por lo general.

Probar el voltaje del diodo zener

Esquema para medir el voltaje de un diodo zener.

Para conocer o probar el voltaje de un diodo zener hay que poner a trabajar en caliente al zener alimentándolo con un voltaje superior al que se sospecha debe regular. Eso se debe hacer con una resistencia en serie y el zener con el ánodo al positivo y el cátodo al negativo de la fuente de alimentación.

El esquema muestra la forma en cómo se comprueba el voltaje de un diodo zener. De esa forma se puede saber el voltaje que regula el zener.

La fuente debe ser de corriente directa y debe tener un voltaje superior al de regulación del diodo zener a medir. La resistencia Rs es necesaria para no exceder el rango de potencia que puede disipar el zener bajo prueba y quemarlo. Se sitúa en serie diodo para limitar la corriente.

Determinar la medida del resistor Rs

La medida del resistor Rs se selecciona entonces acorde a la potencia del diodo zener.

Veamos el ejemplo para poder ilustrar la explicación.

Si se tiene un diodo zener de 5 V a 1 W la corriente límite del diodo será de 200 mA.

Si se tiene una fuente de tensión de 15 voltios de corriente directa que alimentará al zener la caída de tensión que se deberá producir en el resistor Rs será de 10 V pues el dido zener regula 5 voltios. Entonces la corriente máxima no puede exceder los 200 mA para no arruinar el diodo.

Por Ley de Ohm se determina el valor de Rs  ( R=V/I ) Rs = 10 V/.200 A  Rs=50 Ohms.

Entonces 50 Ohms será el valor mínimo para la resistencia Rs y poder medir con seguridad el valor del voltaje que regula el diodo zener.

Para comprobar el voltaje de regulación zener debe haber una carga RL

Pero esto no es todo. En un circuito regulador de voltaje hay siempre una carga para que el diodo zener regule la tensión. Por tanto, para que se pueda realizar la comprobación de forma lo más cercana a la realidad, hay que colocar una carga. Esta carga es la representada por RL en paralelo con el zener. La carga
RL deberá tener un cierto valor pues si es demasiado pequeña pueden pasar dos cosas:

1.    Si RL es mucho menor que Rs la salida de voltaje caerá por debajo del valor del voltaje del zener.

2.    Existe un problema relacionado con la variación de la corriente del zener . El valor de esa corriente, la que pasa por el zener, nunca deberá estar por debajo del 10% de la máxima nominal. En el ejemplo del diodo zener de 5V a 1W con .200 A de corriente máxima, la corriente que deberá pasar por el zener no puede caer por debajo de los 0.02 A para tomar una lectura correcta de su buen funcionamiento.

Saber probar un diodo zener puede ser muy práctico para la mujer sola en casa que necesita reparar su equipo electrónico. Cualquiera puede de forma fácil medir un diodo zener del que desconoce su valor. El zener se puede reconocer en el circuito electrónico por su símbolo: