FISICA ELECTRONICA

CURVA CARACTER IST ICA DE UN D IODO ZENER Y UN D IODO TUNEL

DIODO ZENER

DESCRIPCION

El diodo zener es equivalente a una fuente de tensión constante cuando se opera en la región de ruptura puede ser considerado como una fuente de corriente con una pequeña resistencia.

Su aplicación es mantener la tensión en sus terminales con tensión constante, para simbolizar el símbolo de diodo zener que se utiliza es la siguiente:

CURVA CARACTERISTICA

Tres son las características que diferencian a los diversos diodos Zener entre sí:

1. Tensiones de polarización inversa, conocida como tensión zener.- Es la tensión que el zener va a mantener constante.

2. Corriente mínima de funcionamiento.- Si la corriente a través del zener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensión en sus bornas

3. Potencia máxima de disipación. Puesto que la tensión es constante, nos indica el máximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.

Por tanto el Zener es un diodo que al polarizarlo inversamente mantiene constante la tensión en sus bornas a un valor llamado tensión de Zener, pudiendo variar la corriente que lo atraviesa entre el margen de valores comprendidos entre el valor mínimo de funcionamiento y el correspondiente a la potencia de zener máxima que puede disipar. Si superamos el valor de esta corriente el zener se destruye.

La figura muestra la curva característica de un diodo zener, en la región que el sesgo se inicia para llevar a cabo en alrededor de 0.7 Voltios, lo mismo que si se tratara de un diodo ordinario.

HELMER EDUARDO CALLE SANCHEZ

En la región inversa, se puede ver que la ruptura de la rodilla (1) es muy pronunciado, seguido de la corriente es casi vertical.

También podemos observar que la tensión es sustancialmente constante y casi igual a la tensión de trabajo del diodo zener (2) para casi toda la región ruptura.

El valor de la tensión de zener (2) se especifica generalmente para un IZT corriente de prueba en particular (3).

La potencia disipada por un diodo zener se calcula por la fórmula:

Ver un ejemplo de cálculo de disipación de potencia en el diodo zener, si el voltaje de funcionamiento del diodo zener es igual a seis 6,2 voltios y la corriente a través del diodo es de 12 mA, el cálculo es como sigue:

* PZ = Potencia maxima soportada por el diodo zener

Dado que la energia no se supera, el diodo zener puede operar en la region de ruptura sin ser destruidos.

A menudo, en la especificacion del fabricante tambien se incluye la corriente maxima que puede soportar un diodo, dependiendo de la potencia maxima que puede llevar, a continuacion:

Para conocer la corriente especificada de un diodo zener 6.2V con una potencia de 500mW, la fórmula es la siguiente:

Esto significa que si hay una resistencia limitadora de corriente suficiente para mantener el zener actual de 80.6 mA por debajo del diodo zener puede operar en la región de ruptura sin daños.

Teniendo en cuenta tolerancia de 10% por encima o por debajo del valor de 6.2V, es aconsejable utilizar el siguiente procedimiento:

Cuando un diodo zener está funcionando en la región de ruptura, un aumento de la corriente produce un ligero aumento de la tensión, esto significa que el diodo zener tiene una pequeña resistencia, que también se llama impedancia zener (ZZT) también hace referencia a la corriente de prueba IZT para medir VZ.

Así, por ejemplo, un diodo 1NABCDEF maniquí con las especificaciones VZT = 6V, IZT = 10 mA y ZZT = 5W, indica que el diodo zener tiene una tensión de 6V y una resistencia de 5W para una corriente de 10mA.

HELMER EDUARDO CALLE SANCHEZ

DIODO TUNELDESCRIPCION

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.

Es un diodo semiconductor con una resistencia negativa a muy bajo voltaje en la dirección de la polarización directa. Gracias a la tunelación cuántico-mecánica, puede funcionar a una velocidad extremadamente rápida.

CURVA CARACTERISTICA

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.

Curva característica del diodo túnel.Tiene una resistencia negativa en la región sombreada de tensión, entre V 1 y V 2 .

HELMER EDUARDO CALLE SANCHEZ

Imagínese un pulsador que enciende la luz mientras esta pulsado y la apaga cuando está suelto. Al principio empiezas a hacer presión en el pulsador y este se va desplazando lentamente, sin que se encienda la luz, hasta que llega un momento en que su mecanismo se dispara, y avanza repentinamente sin esfuerzo (zona de resistencia negativa del diodo túnel) y la luz se enciende. Si soltamos lentamente, al principio la luz sigue encendida hasta que llega un momento en que cambia de estado y se apaga.

La gracia del diodo túnel es que esa conmutación entre los dos estados se produce rapidísimamente y por eso una onda senoidal se convierte en una onda cuadrada muy abrupta. Un diodo túnel corriente conmuta en 600ps mientras que un túnel rápido lo hace en menos de 20 ps.

BIBLIOGRAFIA http://kerchak.com/diodos-especiales/

http://www.cientificosaficionados.com/tbo/pulsos/pulsos%20ultracortos.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Tunnel_diode

http://www.ecured.cu/index.php/Diodo_tunel

http://electronicavirtual-carlos.blogspot.com/2012_11_01_archive.html

http://www.ibytes.com.br/o-diodo-zener-e-equivalente-a-uma-fonte-de-tensao-continua- regulada/

http://www.digikey.com/product-detail/en/1N5231BDO35/1N5231B(DO-35)MSCT-ND/260937

HELMER EDUARDO CALLE SANCHEZ