PRCTICA No 4

TITULO:

EL DIODO ZENER

OBJETIVOS

Objetivos General:

Mediante la ejecucin del laboratorio y su anlisis conocer el funcionamiento

de los circuitos regulador de tensin con diodo Zener y poder disear

circuitos de provean algn comportamiento deseado.

Objetivos Especficos:

Estudiar punto a punto la relacin Tensin-Intensidad de los diodos Zener.

Medir los efectos de la polarizacin directa e inversa en corriente del diodo

Zener

Visualizar la relacin Tensin-Intensidad aprovechando la funcin X-Y de

un osciloscopio.

Analizar el comportamiento de los diodos Zener como rectificadores.

Verificar el comportamiento de los diodos Zener como reguladores de

tensin.

Obtencin de las curvas de regulacin cuando el voltaje o la resistencia de

carga varan.

Comprobar la teora 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

mximos y mnimos con respecto a la carga del circuito.

Realizar el diseo de un circuito multiplicador de voltaje para que en su

salida nos d un valor duplicado con relacin al ingreso.

EQUIPO UTILIZADO:

Restato 330, 1K

Potencimetro 5K

Diodos Zener 1N4735A

Multmetro

Osciloscopio

Generador de seales senoidal

MARCO TERICO:

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 tensin, circuitos

que mantienen prcticamente constante la tensin en la carga a pesar de las variaciones

en tensin de la red y en la resistencia de la carga

Smbolo esquemtico

Grfica

Caractersticas

El diodo Zener, cuyas caractersticas en polarizacin directa son anlogas a las de un

diodo, pero que en polarizacin inversa se comporta de manera diferente, lo que le permite

tener una serie de aplicaciones que no posea en la anterior configuracin.

Cuando el diodo esta polarizado inversamente, una pequea corriente circula por l,

llamada corriente de saturacin Is, esta corriente permanece relativamente constante

mientras aumentamos la tensin inversa hasta que el valor de sta alcanza Vz, llamada

tensin Zener (que no es la tensin de ruptura zener), para la cual el diodo entra en la

regin de colapso. La corriente empieza a incrementarse rpidamente por el efecto

avalancha.

En esta regin pequeos cambios de tensin producen grandes cambios de corriente. El

diodo zener mantiene la tensin prcticamente constante entre sus extremos para un

amplio rango de corriente inversa.

Obviamente, hay un drstico cambio de la resistencia efectiva de la unin PN.

Obviamente, hay un drstico cambio de la resistencia efectiva de la unin PN.

a) b)

Figura - Caracterstica I-V de un diodo Zener en polarizacin directa e inversa.

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

Si ahora vamos disminuyendo la tensin inversa se volver a restaurar la corriente de

saturacin Is, cuando la tensin inversa sea menor que la tensin zener. El diodo podr

cambiar de una zona a la otra en ambos sentidos sin que para ello el diodo resulte daado,

esto es lo que lo diferencia de un diodo comn y es lo que le da al diodo zener su

caracterstica especial.

El progresivo aumento de la polarizacin inversa hace crecer el nivel de corriente y no

debe sobrepasarse un determinado nivel de tensin especificado por el fabricante pues en

caso contrario se daara el diodo, adems siempre debemos tener en cuenta la mxima

potencia que puede disipar el diodo y trabajar siempre en la regin de seguridad.

El diodo zener viene caracterizado por:

1. Tensin Zener Vz.

2. Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C: 5%)

3. Mxima corriente Zener en polarizacin inversa Iz.

4. Mxima potencia disipada.

5. Mxima temperatura de operacin del Zener.

DESCRIPCIN DEL PROCEDIENDO:

1.1. Arme el circuito de la Figura No.1.

Figura No.1

1.2. Vare la tensin de la fuente de alimentacin de acuerdo a la Tabla No.1. Mida la tensin de entrada y de salida y registre esos valores en la misma tabla.

Vf0 V

variable

R1

330

1W Dz1N4735A

Vz=6.2V

RL1.0k

+Vout-

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.

Figura No.2

1.4. Vare el potencimetro de carga de acuerdo a los valores de la Tabla No.2. Registre los valores de la tensin de salida para cada valor de resistencia del

potencimetro.

RL(Ohm) 120 220 330 470 520 1000 1500 1800 2200 2800

Vout

Tabla No.2

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

Vi12 V

R

330

1W Dz11N4735A

Vz=6.2V

+Vout-

RvariableL

5K _LIN

Key = Space

70%

Figura No.3

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

ANLISIS DE DATOS Y RESULTADOS:

1.1. Arme el circuito de la Figura No.1.

Figura No.1

1.2. Vare la tensin de la fuente de alimentacin de acuerdo a la Tabla No.1. Mida la tensin 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

R2

330

1W Dz21N4735A

Vz=6.2V

RL11.0k

+eo-

ein

20 V

500 Hz

0Deg

Vf0 V

variable

R1

330

1W Dz1N4735A

Vz=6.2V

RL1.0k

+Vout-

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

Figura No.2

1.4. Vare el potencimetro de carga de acuerdo a los valores de la Tabla No.2. Registre los valores de la tensin de salida para cada valor de resistencia del

potencimetro.

RL(Ohm) 120 220 330 470 520 1000 1500 1800 2200 2800

Vout 3.2 4.7 5.93 6.1 6.21 6.21 6.23 6.25 6.23 6.25

Tabla No.2

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

Figura No.3

R2

330

1W Dz21N4735A

Vz=6.2V

RL11.0k

+eo-

ein

20 V

500 Hz

0Deg

Vi12 V

R

330

1W Dz11N4735A

Vz=6.2V

+Vout-

RvariableL

5K _LIN

Key = Space

70%

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

Tensin de entrada

Tensin de salida

CLCULOS:

Circuito # 1

Vf0 V

variable

R1

330

1W Dz1N4735A

Vz=6.2V

RL1.0k

+Vout-

Circuito # 2

Circuito # 3

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

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

Calcule los errores para la tensin mnima y mxima para el circuito de la Figura No.1 si consideramos que Iz minimo=5 mA.

Calcule las resistencias mnima y mxima si Iz mnima es 5 mA. Compare estos valores con los tericos.

R2

330

1W Dz21N4735A

Vz=6.2V

RL11.0k

+eo-

ein

20 V

500 Hz

0Deg

Vi12 V

R

330

1W Dz11N4735A

Vz=6.2V

+Vout-

RvariableL

5K _LIN

Key = Space

70%

CONCLUSIONES:

Se estudio los fundamentos de los reguladores de corriente.

Se pudo observar que le voltaje que descansa sobre el diodo despus 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 Polarizacin directa, los diodos zener son conductores, y en polarizacin

inversa los diodos zener se encuentran en circuito abierto

Los diodos zener poseen un voltaje de operacin mximo

El diodo Zener entra en operacin cuando el voltaje de entrada alcanza el voltaje

de salida caracterstica regulado

Cuando el diodo se polariza inversamente que al pasar el valor de tensin de

ruptura se descompone

RECOMENDACIONES:

Se debe verificar que los instrumentos de laboratorio estn funcionado

correctamente.

Se debe verificar la polarizacin del diodo.

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

REFERENCIAS:

Enciclopedia Salvat. Tomo 9.

Enciclopedia de la electrnica ingeniera y tcnica. Tomo 5.

INTERNET:

www.electricosorg.com

http://enciclopedia.us.es

www.wikipedi.com