Características del diodo Zener

El diodo Zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente.

Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha.

En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo Zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común.

Cuando el diodo Zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante.

En el gráfico se ve el símbolo de diodo Zener (A - ánodo, K - cátodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zona operativaSe analizará el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.

Curva característica del diodo Zener

Analizando   la   curva   del diodo   Zener  se   ve   que   conforme   se   va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy poco.Pero   una   vez   que   se   llega   a   un   determinado   voltaje, llamada voltaje   o   tensión de Zener   (Vz),   el   aumento   del   voltaje   (siempre negativamente)   es  muy  pequeño, pudiendo considerarse constante.Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo Zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta región se le llama la zona operativa.Esta es la característica del diodo Zener que se aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene prácticamente constante para una gran variación de corriente. Ver el gráfico.

¿Qué hace un regulador con Zener?

Un regulador  con diodo Zener ideal  mantiene un voltaje  predeterminado fijo  a  su salida,  sin   importar   las  variaciones de voltaje  en  la fuente de alimentación y/o  las variaciones de corriente en la carga.

Nota:   En   las   fuentes   de   voltaje   ideales   (algunas   utilizan,   entre   otros   elementos el diodo Zener), el voltaje de salida no varía conforme varía la carga.

Pero  las fuentes no son  ideales y  lo normal es que el  voltaje de salida disminuya conforme la carga va aumentado, o sea conforme la demanda de corriente de la carga aumente.

                                             Características del diodo Túnel

Los diodos de efecto túnel. Son dispositivos muy versátiles que pueden operar como detectores,   amplificadores   y   osciladores.   Poseen   una   región   de   juntura extremadamente delgada que permite a los portadores cruzar con muy bajos voltajes de   polarización   directa   y   tienen   una   resistencia   negativa,   esto   es,   la   corriente disminuye a medida que aumenta el voltaje aplicado.

Descripción del diodo túnel

El  Diodo túnel  es  un diodo semiconductor  que tiene una unión pn,  en  la  cual  se produce el efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto   intervalo   de   la   característica   corriente-tensión.   Los   diodos   Túnel   son generalmente fabricados en Germanio, pero también en silicio y arseniuro de galio.

La   presencia   del   tramo   de   resistencia   negativa   permite   su   utilización   como componente activo (amplificador/oscilador). Una característica importante del diodo túnel   es   su   resistencia   negativa   en   un   determinado   intervalo   de   voltajes   de polarización   directa.   Cuando   la   resistencia   es   negativa,   la   corriente   disminuye   al aumentar   el   voltaje.   En   consecuencia,   el   diodo   túnel   puede   funcionar   como amplificador,   como  oscilador   o   como  biestable.   Esencialmente,   este   diodo  es   un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que están relativamente libres de los efectos de la radiación.Si durante su construcción a un diodo invertido se le aumenta el nivel de dopado, se puede   lograr   que   su   punto   de   ruptura   ocurra  muy   cerca   de   los   0V.   Los   diodos construidos   de   esta   manera,   se   conocen   como   diodos   túnel.   Estos   dispositivos presentan una característica de resistencia negativa; esto es, si aumenta la tensión aplicada en los terminales del dispositivo, se produce una disminución de la corriente (por   lo   menos   en   una   buena   parte   de   la   curva   característica   del   diodo).   Este fenómeno   de   resistencia   negativa   es   útil   para   aplicaciones   en   circuitos   de   alta frecuencia como los osciladores, los cuales pueden generar una señal senoidal a partir de la energía que entrega la fuente de alimentación.Estos diodos tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción incluso más rápido que los diodos Schottky.

Curva característica del diodo túnel

Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo túnel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir). Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hasta llegar  un  punto  después  del   cual   la   corriente  disminuye.   La   corriente   continuará disminuyendo   hasta   llegar   al   punto  mínimo   de   un   "valle"   y   después   volverá   a incrementarse. Esta ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la tensión.Los diodos túnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción incluso más rápido que los diodos Schottky.AplicacionesEste tipo de diodo no se puede utilizar  como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando están polarizados en reversa. Así estos diodos sólo   encuentran   aplicaciones   reducidas   como   en   circuitos   osciladores   de   alta frecuencia.