A Diodo Zener es una de las especialmente diseñadas diodos que funciona predominantemente en condiciones de sesgo inverso. Están más fuertemente dopados que los diodos ordinarios, debido a que tienen una estrecha región de agotamiento. Mientras que los diodos ordinarios se dañan cuando el voltaje a través de ellos supera el voltaje de ruptura inversa, los diodos Zener funcionan exclusivamente en esta región. La región de agotamiento en el diodo Zener vuelve a su estado normal cuando se elimina la tensión inversa. Esta propiedad particular de los diodos Zener los hace útiles como regulador de voltaje. Veamos cómo sucede esto.
Comprendamos primero cómo funciona un diodo Zener antes de entender El diodo Zener como regulador de voltaje.
Cuando aplicamos un voltaje inverso a un diodo Zener, una cantidad insignificante de actual fluye a través del circuito. Cuando se aplica un voltaje más alto que el voltaje de ruptura Zener, Descomposición de Zener ocurre. La ruptura de Zener es un fenómeno en el que una cantidad significativa de corriente fluye a través del diodo con una caída insignificante de voltaje. Cuando aumentamos más el voltaje inverso, el voltaje a través de la diodo permanece en el mismo valor del voltaje de ruptura de Zener mientras que la corriente que lo atraviesa sigue aumentando como se ve en el gráfico de arriba. Aquí en el gráfico Vz se refiere al voltaje de ruptura de Zener. El voltaje de ruptura de Zener típicamente puede variar entre 1.2 V y 200 V dependiendo de su aplicación.
La parte excitante de este diodo es que podemos elegir el Diodo Zener con un voltaje de ruptura adecuado para trabajar como regulador de voltaje en nuestro circuito. Por ejemplo, queremos que el voltaje de una carga en nuestro circuito no exceda, digamos, de 12 voltios. Entonces podemos seleccionar un diodo Zener con un voltaje de ruptura de 12 voltios y conectarlo a través de la carga. Entonces, incluso si el voltaje de entrada excede ese valor, el voltaje a través de la carga nunca excederá los 12 voltios.
Intentemos entender que con un diagrama de circuito
Aquí el diodo Zener está conectado a través de la carga RL. Queremos que el voltaje a través de la carga se regule y no cruce el valor de Vz. Dependiendo de nuestro requerimiento, elegimos el diodo Zener adecuado con un Descomposición de Zener cerca del voltaje que requerimos en toda la carga. Conectamos el diodo Zener en condición de polarización inversa. Cuando el voltaje a través del diodo excede el voltaje de ruptura del Zener, una cantidad significativa de actual comienza a fluir a través de la diodo. Como la carga está en paralelo al diodo, el Caída de tensión a través de la carga es también igual al voltaje de ruptura de Zener. El diodo Zener proporciona un camino para que la corriente fluya y por lo tanto la carga queda protegida de las corrientes excesivas. Por lo tanto, el Diodo Zener sirve para dos propósitos aquí: El diodo Zener como regulador de voltaje así como protege la carga de un exceso de actual.
