Los aparatos electrónicos de su hogar dependen de sus circuitos para funcionar. Estos circuitos eléctricos están diseñados de manera que permitan que la electricidad fluya en la dirección adecuada para sus diversos usos. Controlar el flujo de electricidad puede resultar complicado dados los diferentes propósitos para los que sirve la electricidad. Ahí es donde entran los diodos.
Diodo Zener
Los diodos se utilizan para permitir que la electricidad fluya en una sola dirección a través de un circuito. Diodos Zener difieren de otros tipos de diodos en que, cuando los conecta en la dirección inversa en un circuito, de modo que la corriente fluye en sentido contrario a través de un diodo, dejan fluir una pequeña corriente de fuga. Este es un tipo de corriente que fluye a tierra para evitar que afecte a otras partes del circuito, así como también para evitar daños en el diodo.
Puede utilizar diodos como el diodo Zener para convertir entre corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). La corriente CA cambia entre fluir en una dirección y fluir en la otra, mientras que la corriente CC solo se mueve en una dirección. Puede encontrar puentes rectificadores o diodos rectificadores en muchas de estas configuraciones eléctricas.
Los rectificadores pueden convertir corriente CA a CC dejando solo una dirección, positiva o negativa, del flujo de corriente a través, o convirtiendo una dirección del ciclo de corriente CA a la otra dirección. Los rectificadores se convierten entre las fuentes de alimentación de CC que transportan la electricidad a largas distancias a la energía de CA que se encuentra en la mayoría de los electrodomésticos.
Voltaje de ruptura inversa Zener
Estas características permiten que los diodos Zener tengan un voltaje de ruptura inversa definido. Este es el voltaje al que los diodos comienzan a conducir la corriente en la dirección inversa, y es una diferencia entre las configuraciones del diodo Zener y del diodo rectificador. Estos diodos tienen una caída de voltaje definida que no cambia mucho en un rango de voltajes de entrada.
Tan pronto como aumenta el voltaje en la dirección inversa para un diodo Zener hasta el punto en que alcanza el voltaje de ruptura, la corriente fluye a través del diodo. La resistencia en serie del diodo gobierna el valor máximo de la corriente antes de que se estabilice a un valor constante. Este valor permanece constante sin importar cuánto cambie el voltaje de entrada.
Si aumenta el voltaje a un valor mayor que el voltaje de ruptura, se formará una caída de voltaje en la resistencia. La corriente fluiría a través del diodo y el dispositivo se conectaría a tierra, provocando un cortocircuito en el diodo. Esto separaría la carga del suministro y regularía el voltaje.
Aplicaciones del diodo Zener
Por estas razones, los diodos Zener son adecuados para regular el voltaje en circuitos. Encontrará estas características de los diodos Zener en aplicaciones de regulación de voltaje, supresores de sobretensión y circuitos de corte.
Los diodos Zener en los circuitos del clipper pueden cambiar la forma de la corriente CA para limitar sus ciclos de avance o retroceso. Los diodos Zener resultan útiles para regular el voltaje en diferentes circuitos cuando hay demasiado o muy poco. La simplicidad de su diseño y uso los convierte en candidatos ideales para convertir voltaje.
Diseño de diodos
Al igual que los diodos Zener, los rectificadores utilizan uniones P-N, materiales semiconductores que permiten que la corriente fluya en una sola dirección. Estos están diseñados usando semiconductores de tipo p junto a semiconductores de tipo n con un lado "p" que tiene agujeros adicionales, lugares sin electrones, que están cargados positivamente. En contraste, el lado "n" tiene más electrones en sus capas externas, lo que lo hace cargado negativamente.
Estos materiales semiconductores están hechos de metales como el galio o metaloides como el silicio, el material primario que comprende los diodos Zener, mezclados con otros elementos como el fósforo. La ubicación entre estos átomos permite que la corriente fluya, y puede encontrar puentes rectificadores que controlan una amplia gama de corrientes a través de estos diseños.