Diodos Zener

Laboratorio de Componentes Electrónicos: Práctica 4ª “Diodos Zener”
PRÁCTICA 4ª: DIODOS ZENER.
1. Objetivos:
-
Estudiar punto a punto la relación Tensión-Intensidad de los diodos Zener.
-
Visualizar la relación Tensión-Intensidad aprovechando la función X-Y de un
osciloscopio.
-
Analizar el comportamiento de los diodos Zener como rectificadores.
-
Verificar el comportamiento de los diodos Zener como reguladores de tensión.
2. Material:
Instrumental:
Generador de señal
Osciloscopio
Entrenador
Componentes:
Diodos: Bzx85c3V9, Bzx85c9V1, IN400MD (4)
Resistencias:
100 (2)
Potenciómetros:
10 k(2)
Condensador:
22uF
Práctica 4ª, página 1/5
Laboratorio de Componentes Electrónicos: Práctica 4ª “Diodos Zener”
3. Desarrollo de la Práctica:
1. Gráfica I/V punto a punto
Sacar la gráfica I = f (V) de los diodos:
-
Bzx85c3V9
-
Bzx85c9V1
Para ello realizar el montaje de la figura 1 con R = 100. Se coloca un voltímetro entre
extremos del diodo y un amperímetro en serie. Después se va variando la tensión de alimentación
y medimos la corriente que pasa diferentes valores de tensión.
Es recomendable centrarse en la medición de los puntos en los que el diodo empieza a
conducir, tanto en directa como en inversa. En ambos casos no sobrepasar los 50 mA.
Figura 1. Medida punto a punto
1a- Realizar una tabla con dichos datos y representar gráficamente.
1b- Calcular la tensión Zener y la resistencia dinámica en inversa gráficamente.
1c- ¿Es igual la tensión umbral en ambos casos?
1d- ¿Es igual la tensión Zener en ambos casos?
1e- ¿Es igual el valor de resistencia dinámica en ambos diodos?
Práctica 4ª, página 2/5
Laboratorio de Componentes Electrónicos: Práctica 4ª “Diodos Zener”
2. Gráfica I/V mediante osciloscopio
2a- Sacar la gráfica I = f (V) de los diodos:
-
Bzx85c3V9
-
Bzx85c9V1
Para ello realizar el montaje de la figura 2 con R = 100.
Generador de Señal:
-
Frecuencia = 100 Hz
-
Onda Triangular
-
V generador = 20 Vpp
-
Offset = 0 V
Osciloscopio:
-
Canal 1 entre A y B
-
Colocar “salvatierra”
-
Canal 2 entre C y B
-
Formato XY
Figura 2. Medida mediante osciloscopio
2b- ¿Cómo funciona el formato XY?
2c- ¿Qué se representa en el osciloscopio?
2d- ¿Coincide con la gráfica de un diodo Zener? ¿Por qué?
Práctica 4ª, página 3/5
Laboratorio de Componentes Electrónicos: Práctica 4ª “Diodos Zener”
3. Diodo Zener como rectificador I
3a- Hallar las ecuaciones que predicen la tensión Vout de la figura 3 teniendo en cuenta:
-
Vin = 10 Sen 200··t
-
RL = , es decir, circuito abierto
-
Vz = 3,9 V (superior en la figura siguiente) Vz=9.1V (inferior en la figura
siguiente)
3b- Dibujar la forma de onda de entrada y de salida
Figura 3. Diodo Zener como rectificador
3c- Teniendo en cuenta que la potencia máxima que pueden disipar los diodos Zener es de
1 W. Calcular rango de valores de Rs, para que no se queme ninguno de los diodos.
3d- Realizar el montaje de la figura 3 con Rs = 100 y RL = . ¿Es el funcionamiento del
circuito el esperado?
4. Diodo Zener como rectificador I
4a- Hallar las ecuaciones que predicen la tensión Vout de la figura 3, teniendo en cuenta
que ahora RL  .
4b- Dibujar la forma de onda de entrada y de salida para una RL = 100 a conseguir con
el potenciómetro.
Práctica 4ª, página 4/5
Laboratorio de Componentes Electrónicos: Práctica 4ª “Diodos Zener”
4c- Realizar el montaje de la figura 3, para ello utilizar un potenciómetro de 10K como
RL. Variar el valor de RL y comprobar la variación de la forma de onda de la tensión de salida.
¿Qué ocurre con la forma de onda de la tensión de salida? ¿Es lógico?
5. Diodo Zener como regulador de tensión
Se desea realizar una fuente de tensión de 3.9V DC a la salida. La señal de la que se
dispone a la entrada es:
Vin = 6·Sen 10,000·2··t
La configuración elegida es la que se muestra en la figura 4, siendo Vz = 3.9 V.
D1
D2
C
R
D3
D4
P
D5
Figura 4. Diodo Zener como regulador de tensión
Donde: R=10K
D1=D2=D3=D4=IN400MD
D5= Bzx85c3V9
C= condensador electrolítico de 22uF
P= Potenciómetro de 10k
5a- Si la potencia máxima que puede disipar sin quemarse el diodo Zener es 1W , ¿Cuál es
la tensión máxima que puede tener Vin cuando no se conecta la carga P?.
5b- Hallar la curva de tensión de salida de la fuente regulada frente a valores de la carga P.
5c- Realizar el montaje de la figura 4. ¿Para qué valor de P la fuente deja de funcionar
correctamente? ¿Coincide ese valor con el esperado? ¿Por qué?
Práctica 4ª, página 5/5