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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMÉRICA

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA ,ELÉCTRICA Y TELECOMUNICACIONES CURSO: LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS I TEMA: INFORME FINAL Nº3- REGULADOR DE VOLTAJE CON DIODO ZENER LIMA – PERÚ

2019

MARCO TEÓRICO ¿Qué es un diodo zener?

El diodo Zener es un tipo especial de diodo, que siempre su utiliza polarizado inversamente. Recordar que los diodos comunes, como un 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, para aprovechar las características del Zener, la corriente debe circular en contra de la flecha que representa el diodo. ¿Cómo funciona un diodo Zener? Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo común y conduce. Si el diodo zener se polarizada inversamente, este no conduce mientras el voltaje aplicado sea menor al voltaje del zener. Una vez que este voltaje se haya alcanzado, una corriente fluye de cátodo a ánodo (como se muestra en la imagen y se mantiene entre sus terminales un voltaje de zener. (ver Vz en la curva V-I característica)

Símbolo del diodo Zener y la dirección de la corriente para que funcione en la zona operativa 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 operativa. Si se analiza el diodo como un elemento real, no como un elemento ideal 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 (curva V-I) Analizando la curva V-I del diodo 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, puede variar en un gran rango de valores. A esta región se le llama la zona operativa y 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 anterior.

¿Qué hace un regulador con Zener? Un regulador de voltaje 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, el voltaje de salida no cambia con la variación de 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 aumenta. Materiales: . Resistencias( 220, 1500) . Diodo Zener (12v) . Protoboard . Cables diversos . Fuente de voltaje variable . Multímetro Procedimiento Implementar el siguiente circuito:

Luego con la ayuda del multímetro medir la tensión y corriente en los puntos correspondientes:

Caso 1

Caso 2

Caso 3

Caso 4

Caso 5

IRi(mA)

20.5

28.6

15.6

20.8

19.8

Iz(mA)

5

11.2

0

9.8

17.2

IL(mA)

16.7

17

15.6

11.6

2.6

VL(v)

12.28

12.58

11.79

12.28

12.28

Vi(v)

17

18.7

15.3

17

17

Para el caso en el que debemos bajar o subir la corriente IL, lo que se hizo fue cambiar las dos resistencias en paralelo y reemplazarlas por otras que den la corriente que se requiera. Debido a que no se poseía resistencias adecuadas para el caso 4 y 5, en el caso 4 trabajamos con una corriente IL menos el 30% y en el caso 5 trabajamos con una corriente IL menos el 85%. Conclusiones y recomendaciones: _ El diodo Zener trabaja mientras el voltaje en polarización inversa sea mayor al voltaje Zener y también la corriente sea mayor a la corriente Zener. _Antes de alimentar al circuito verificar si todas las conexiones están correctas y la polarización del Zener es el indicado. _No colocar un potenciómetro al momento de querer cambiar la intensidad de la corriente IL debido a que los potenciómetros no pueden soportar mucha corriente.