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• Andres Castro

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PRÁCTICA No 4

TITULO:

EL DIODO ZENER

OBJETIVOS 

Objetivos General: Mediante la ejecución del laboratorio y su análisis conocer el funcionamiento de los circuitos regulador de tensión con diodo Zener y poder diseñar circuitos de provean algún comportamiento deseado.



Objetivos Específicos:  Estudiar punto a punto la relación Tensión-Intensidad de los diodos Zener.  Medir los efectos de la polarización directa e inversa en corriente del diodo Zener  Visualizar la relación Tensión-Intensidad aprovechando la función X-Y de un osciloscopio.  Analizar el comportamiento de los diodos Zener como rectificadores.  Verificar el comportamiento de los diodos Zener como reguladores de tensión.  Obtención de las curvas de regulación cuando el voltaje o la resistencia de carga varían.  Comprobar la teoría expuesta en clase sobre el diodo Zener y su funcionamiento con voltaje continuo y variable.  Comprobar con una fuente de Dc variable lo que sucede con los valores máximos y mínimos con respecto a la carga del circuito.

 Realizar el diseño de un circuito multiplicador de voltaje para que en su salida nos dé un valor duplicado con relación al ingreso.

EQUIPO UTILIZADO: 

Reóstato 330Ω, 1KΩ



Potenciómetro 5KΩ



Diodos Zener 1N4735A



Multímetro



Osciloscopio



Generador de señales senoidal

MARCO TEÓRICO:

El diodo Zener es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. El diodo zener es la columna vertebral de los reguladores de tensión, circuitos que mantienen prácticamente constante la tensión en la carga a pesar de las variaciones en tensión de la red y en la resistencia de la carga

Símbolo esquemático

Gráfica

Características

El diodo Zener, cuyas características en polarización directa son análogas a las de un diodo, pero que en polarización inversa se comporta de manera diferente, lo que le permite tener una serie de aplicaciones que no poseía en la anterior configuración. Cuando el diodo esta polarizado inversamente, una pequeña corriente circula por él, llamada corriente de saturación I , esta corriente permanece relativamente constante s

mientras aumentamos la tensión inversa hasta que el valor de ésta alcanza V , llamada z

tensión Zener (que no es la tensión de ruptura zener), para la cual el diodo entra en la región de colapso. La corriente empieza a incrementarse rápidamente por el efecto avalancha.

En esta región pequeños cambios de tensión producen grandes cambios de corriente. El diodo zener mantiene la tensión prácticamente constante entre sus extremos para un amplio rango de corriente inversa. Obviamente, hay un drástico cambio de la resistencia efectiva de la unión PN.

Obviamente, hay un drástico cambio de la resistencia efectiva de la unión PN.

a)

b)

Figura - Característica I-V de un diodo Zener en polarización directa e inversa.

Figura.- Característica I-V de un diodo Zener.

Si ahora vamos disminuyendo la tensión inversa se volverá a restaurar la corriente de saturación I , cuando la tensión inversa sea menor que la tensión zener. El diodo podrá s

cambiar de una zona a la otra en ambos sentidos sin que para ello el diodo resulte dañado, esto es lo que lo diferencia de un diodo común y es lo que le da al diodo zener su característica especial.

El progresivo aumento de la polarización inversa hace crecer el nivel de corriente y no debe sobrepasarse un determinado nivel de tensión especificado por el fabricante pues en caso contrario se dañaría el diodo, además siempre debemos tener en cuenta la máxima potencia que puede disipar el diodo y trabajar siempre en la región de seguridad.

El diodo zener viene caracterizado por:

1. Tensión Zener V . z

2. Rango de tolerancia de V . (Tolerancia: C: ±5%) z

3. Máxima corriente Zener en polarización inversa I . z

4. Máxima potencia disipada. 5. Máxima temperatura de operación del Zener. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIENDO: 1.1. Arme el circuito de la Figura No.1.

R1 Vf 0V variable

330 1W

Dz 1N4735A Vz=6.2V

RL 1.0k

+ Vout -

Figura No.1

1.2. Varíe la tensión de la fuente de alimentación de acuerdo a la Tabla No.1. Mida la tensión de entrada y de salida y registre esos valores en la misma tabla.

Vf(V)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Vin Vout

Tabla No.1

1.3. Arme el circuito de la Figura No.2. R RvariableL

330 1W

Vi 12 V

70% 5K _LIN Key = Space

Dz1 1N4735A Vz=6.2V

+ Vout -

Figura No.2

1.4. Varíe el potenciómetro de carga de acuerdo a los valores de la Tabla No.2. Registre los valores de la tensión de salida para cada valor de resistencia del potenciómetro. RL(Ohm)

120

220

330

470

520

Vout

Tabla No.2 1.5. Arme el circuito de la Figura No.3.

1000

1500

1800

2200

2800

R2 ein

330 1W

20 V 500 Hz 0Deg

Dz2 1N4735A Vz=6.2V

RL1 1.0k

+ eo -

Figura No.3 1.6. Dibuje la tensión de entrada del generador y la tensión de salida anotando los valores de tensión y el periodo correspondiente.

ANÁLISIS DE DATOS Y RESULTADOS: 1.1. Arme el circuito de la Figura No.1. R1 330 1W

Vf 0V variable

Dz 1N4735A Vz=6.2V

RL 1.0k

+ Vout -

Figura No.1

1.2. Varíe la tensión de la fuente de alimentación de acuerdo a la Tabla No.1. Mida la tensión de entrada y de salida y registre esos valores en la misma tabla. Vf(V)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Vin

0

1

2

3

4

4.9 9

5.98

7.03

8.01

9.0 1

9.99

11.01

11.99

Vout

0

0.72

1.49

2.33

2.9

3.5

3.99

5.17

5.81

6.2 1

5.99

6.22

6.23

Tabla No.1

1.3. Arme el circuito de la Figura No.2. R RvariableL

330 1W

Vi 12 V

70% 5K _LIN Key = Space

Dz1 1N4735A Vz=6.2V

+ Vout -

Figura No.2 1.4. Varíe el potenciómetro de carga de acuerdo a los valores de la Tabla No.2. Registre los valores de la tensión de salida para cada valor de resistencia del potenciómetro. RL(Ohm) Vout

120

220

3.2

4.7

330 5.93

470

520

6.1

6.21

1000 6.21

1500 6.23

Tabla No.2

1.5. Arme el circuito de la Figura No.3. R2 ein 20 V 500 Hz 0Deg

330 1W

Dz2 1N4735A Vz=6.2V

Figura No.3

RL1 1.0k

+ eo -

1800 6.25

2200 6.23

2800 6.25

1.6. Dibuje la tensión de entrada del generador y la tensión de salida anotando los valores de tensión y el periodo correspondiente. Tensión de entrada

Tensión de salida

CÁLCULOS: Circuito # 1 R1 Vf 0V variable

330 1W

Dz 1N4735A Vz=6.2V

RL 1.0k

+ Vout -

Circuito # 2 R RvariableL

330 1W

Vi 12 V

Dz1 1N4735A Vz=6.2V

70% 5K _LIN Key = Space

+ Vout -

Circuito # 3

R2 ein 20 V 500 Hz 0Deg

330 1W

Dz2 1N4735A Vz=6.2V

RL1 1.0k

+ eo -



Grafique la tensión de salida vs la tensión de entrada para el circuito de la Figura No.1. Compare con los valores teóricos.



Grafique la tensión de salida vs la resistencia de carga para el cicuito de la Figura No.2. Compare con los valores teóricos.



Calcule los errores para la tensión mínima y máxima para el circuito de la Figura No.1 si consideramos que Iz minimo=5 mA.



Calcule las resistencias mínima y máxima si Iz mínima es 5 mA. Compare estos valores con los teóricos.

CONCLUSIONES: 

Se estudio los fundamentos de los reguladores de corriente.



Se pudo observar que le voltaje que descansa sobre el diodo después de este superar los 6.2 V, es decir luego de regular la fuente con valores entre 6 a 10 V, el voltaje sobre el diodo fue el mismo.



En Polarización directa, los diodos zener son conductores, y en polarización inversa los diodos zener se encuentran en circuito abierto



Los diodos zener poseen un voltaje de operación máximo



El diodo Zener entra en operación cuando el voltaje de entrada alcanza el voltaje de salida característica regulado



Cuando el diodo se polariza inversamente que al pasar el valor de tensión de ruptura se descompone

RECOMENDACIONES: 

Se debe verificar que los instrumentos de laboratorio estén funcionado correctamente.



Se debe verificar la polarización del diodo.



Se debe verificar que el diodo Zener se el especificado para la práctica.

REFERENCIAS: 

Enciclopedia Salvat. Tomo 9.



Enciclopedia de la electrónica ingeniería y técnica. Tomo 5.

INTERNET: 

www.electricosorg.com



http://enciclopedia.us.es



www.wikipedi.com