Zener y presupuesto de corriente
Un diodo que mantiene la tensión
Un diodo Zener está diseñado para conducir en ruptura inversa, donde su tensión cambia poco dentro de un rango de corriente especificado. Un regulador en paralelo lo conecta a la carga; una resistencia en serie limita la corriente, que se reparte entre carga y diodo.
MESA DE EXPERIMENTOS
Cambia los ajustes del circuito, predice las lecturas y comprueba un reto. Son modelos educativos; cada lección explica sus supuestos.
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Por qué funciona
Limitación ideal fija de 5.1 V cuando hay corriente suficiente. Sin curva de rodilla, tolerancia, calentamiento ni averías; los componentes reales tienen corriente mínima y límite de potencia.
Vs es alimentación, R resistencia en serie y RL carga. Al regular: Is = (Vs − 5.1)/R, IL = 5.1/RL, Iz = Is − IL. Is es corriente de fuente, IL de carga e Iz de Zener; potencia de resistencia = Is²R. Si falta corriente, la salida baja de 5.1 V.
Dificultad
Construye · Monta el circuito
Enciende a 9 V con resistencia en serie 330 Ω y carga 1 kΩ. Lee 5.1 V y corriente Zener positiva.
¿Necesitas una pista?
Vs = 9 V; R = 330 Ω; RL = 1 kΩ → 5.1 V; 6.718 mA
Explora · Cambia una variable
Con alimentación 6 V y carga 1 kΩ, mantén 5.1 V con corriente Zener de 2–10 mA.
¿Necesitas una pista?
Vs = 6 V; R = 100 Ω; RL = 1 kΩ → 5.1 V; 3.9 mA
Resuelve · Resuelve el reto
Con alimentación 12 V y carga 500 Ω, mantén 5.1 V con corriente Zener de 5–15 mA y potencia de resistencia máxima 0.2 W.
¿Necesitas una pista?
Vs = 12 V; R = 330 Ω; RL = 500 Ω → 10.709 mA; 0.144 W
Lecturas adicionales y recetas de circuitos
Un diodo que mantiene la tensión
Un patrón útil
Con alimentación y resistencia en serie fijas, la corriente adicional de carga toma primero la corriente que pasaba por el Zener.
Fuera del modelo
Incluso sin carga útil, un regulador en paralelo puede consumir corriente: el diodo absorbe la parte no utilizada del presupuesto.
Un error que conviene evitar
Un Zener de 5.1 V no crea 5.1 V desde una fuente menor ni regula una corriente de carga ilimitada.
La regulación todavía se mantiene y disminuye la resistencia de carga. La corriente Zener…
- disminuye
- aumenta
- debe volverse negativa
Leer más
La carga toma más corriente disponible y deja menos para el diodo.