Se puede comprobar que si se hace trabajar al diodo zener
polarizado inversamente es capaz de mantener una tensión constante entre sus
extremos ( llamada tensión de zener ), para variaciones de intensidad
comprendidas entre IZmin e IZmax.
El símbolo del zener puede ser de la forma representada a
continuación.
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| Símbolo del diodo zener |
El circuito clásico de una fuente de alimentación
estabilizada en paralelo con diodo zener es el de la siguiente imagen.
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| Circuito clásico de una fuente de alimentación estabilizada en paralelo con un diodo zener |
Se trata de estudiar cómo se comporta el circuito para las
dos causas que pueden producir variación de la Vc:
1.
Si la carga es constante, Ic ha de
ser constante para que Vc lo sea. Ya que
Is = Iz + Ic
, Iz ha de variar de forma que lo haga Is , así como VRs
, quedándose en Rs la variación de tensión dada.
Se deja como ejercicio del lector el
razonamiento de cómo ha de ser la variación de Iz cuando Ve
disminuya o aumente.
2.
Si varía la carga: con una Ve
constante, ha de mantenerse constante VRs para que Vc no
varíe. Para ello, Is ha de ser constante, ya que Is = Iz
+ Ic , y al variar Ic con la carga, Iz ha de
variar de nuevo, de forma que compense el posible incremento de Ic .
Se deja como ejercicio para el
lector el razonamiento de cómo ha de variar Iz en el caso de que Rc
aumente o disminuya.
Asimismo, razonar el
comportamiento del circuito en el caso de que se dieran las dos variaciones de
Ve y Rc simultáneamente.
De la fuente estabilizada en paralelo con la utilización de
un diodo zener quedarían dos cuestiones por estudiar:
1.
Comprobar y demostrar que realmente la fuente se
comporta como se llegó a razonar anteriormente.
2.
Diseñar la fuente estabilizada. Su cálculo se
limita a elegir adecuadamente el diodo zener y la Rs .
La demostración del primer punto se puede realizar, de forma
muy sencilla, mediante un estudio gráfico de las curvas características del
diodo zener y la recta de carga del circuito.
El siguiente paso consiste en aplicar el Teorema de Thevenin
en el circuito para conseguir un circuito equivalente más sencillo que el de la
fuente original.
Para ello, se enuncia el Teorema de Thevenin, que dice lo
siguiente: Un circuito lineal y activo
con terminales de salida A y B correspondiente con Vc , puede sustituirse por una fuente de tensión E en
serie con una impedancia Z.
La tensión equivalente de Thevenin es la tensión medida
entre A y B a circuito abierto.
La impedancia equivalente, Z , es la medida entre los
terminales A y B de nuestra fuente estabilizada en paralelo, con todas las
fuentes de corriente internas a cero.
En nuestro caso, si se aplica el Teorema de Thevenin entre
dos puntos A y B, nos queda conectando el diodo zener entre estos dos puntos,
que la intensidad que circula en este caso sería Iz , ya que es un
circuito serie en el que está el diodo zener.
Como ejercicio final de nuestra exposición, podemos razonar
y comprobar qué sucede en los casos en que Rc y Ve
aumentan o disminuyan.
Con esto damos por finalizado el tema de las fuentes de
alimentación estabilizadas en paralelo utilizando un diodo zener como
estabilizador de tensión.
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ResponderEliminarExcelente información, gracias
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