TRANSITORES

El uso del diodo Zener como regulador es tan común que se consideran tres condiciones en

torno al análisis del regulador Zener básico. El análisis brinda una excelente oportunidad de co-

nocer mejor la respuesta del diodo Zener a diferentes condiciones de operación. La configura-

ción básica aparece en la figura 2.106. El análisis primero es para cantidades fijas, seguido por

un voltaje de alimentación fijo y una carga variable y por último una carga fija y una alimenta-

ción variable.

V i y R fijos

Las redes más sencillas de reguladores Zener aparecen en la figura 2.106. El voltaje de cd apli-

cado es fijo, lo mismo que el resistor de carga. El análisis se puede dividir en dos pasos.

1. Determine el estado del diodo Zener eliminándolo de la red y calculando el voltaje a

través del circuito abierto resultante.

Aplicando el paso 1 a la red de la figura 2.106 se obtiene la red de la figura 2.107, donde la

aplicación de la regla del divisor de voltaje da por resultado

(2.16)

Si el diodo Zener está encendido y se puede sustituir el modelo equivalente apropiado.

Si el diodo está apagado y se sustituye la equivalencia de circuito abierto.

2. Sustituya el circuito equivalente apropiado y resuelva para la cantidad desconocida

deseada.

Para la red de la figura 2.106, el estado “encendido” produce la red equivalente de la figu-

ra 2.108. Como los voltajes a través de los elementos en paralelo deben ser los mismos, en-

contramos que

(2.17)

V L = V Z

V 6 V Z ,

V Ú V Z ,

V = V L =

R L V i

R + R L

FIG. 2.106

Regulador Zener básico.

I Z

V Z

P ZM

+

–

V

R

i

R L

+

–

FIG. 2.107

Determinación del estado del

diodo Zener.

V

+

–

V L

+

–

R

V i R L

+

–

V Z

I Z

P ZM

?

?

? ?

La corriente a través del diodo Zener se determina con la ley de corrientes de Kirchhoff. Es

decir,

y (2.18)

donde

y I R =

V R

R

=

V i - V L

R

I L =

V L

R L

I Z = I R - I L

I R = I Z + I L

FIG. 2.108

Sustitución del equivalente Zener en la

situación de “encendido”.

APLICACIONES

DEL DIODO

96

La siguiente ecuación determina la potencia disipada por el diodo Zener

(2.19)

la cual debe ser menor que P ZM especificada para el dispositivo.

Antes de continuar, es muy importante tener presente que el primer paso se empleó sólo pa-

ra determinar el estado del diodo Zener. Si el diodo Zener está “encendido”, el voltaje a través

del diodo no es de V volts. Cuando el sistema está encendido, el diodo Zener se encenderá en

cuanto el voltaje a través del diodo Zener sea de V Z volts. Se “mantendrá” entonces a este nivel

y nunca alcanzará el nivel más alto de V volts.

EJEMPLO 2.26

a. Para la red del diodo Zener de la figura 2.109, determine V L , V R , I Z y P Z .

b. Repita la parte (a) con R L = 3 kÆ.

P Z = V Z I Z

Solución:

a. Siguiendo el procedimiento sugerido,dibujamos de nuevo la red mostrada en la figura 2.110.

Aplicando la ecuación (2.16)

...