El diodo Zener es un componente electrónico especialmente útil, ya que es capaz de proporcionar una referencia de tensión estable para su uso en una amplia variedad de circuitos. El diodo Zener recibe su nombre del hombre que investigaba los mecanismos de ruptura de los diodos semiconductores y descubrió el efecto Zener. Debido a su importancia, se honró a Zener denominando a estos diodos como diodos por su nombre.
¿Quién era Zener?
El diodo Zener debe su nombre al Dr. Clarence Melvin Zener, un físico que investigó los mecanismos de ruptura de los materiales semiconductores. Zener nació en 1903 en Indianápolis. En muchos sentidos, era un niño con pocas posibilidades de convertirse en investigador, ya que tenía problemas de tartamudez y no leía bien antes de los 10 años. No obstante, desarrolló una gran confianza en el autoaprendizaje y consiguió entrar en la Universidad de Stanford a los 16 años, donde se graduó en 1926, antes de pasar a Harvard, donde se doctoró en física en 1929.
Después de graduarse, pasó un tiempo en la Universidad de Princeton y también en el Reino Unido, en la Universidad de Bristol, donde exploró dónde podría ser más útil su talento. Uno de los campos en los que vio que podía contribuir era el de la descomposición por polarización inversa de los diodos semiconductores. Se trataba de un campo en el que se sabía poco porque los diodos semiconductores, tal y como los conocemos hoy, no se habían fabricado en esa época. En 1934, Zener escribió un artículo sobre la descomposición eléctrica de los materiales.
¿Son todos los diodos de referencia de tensión diodos Zener?
Aunque la mayoría de los diodos de referencia de tensión se denominan diodos Zener, hay dos efectos que existen en estos diodos. El primero es el efecto Zener, que tiende a ser más predominante en los diodos con tensiones inferiores a unos 5,5 V. En él interviene un efecto túnel para provocar la ruptura. Por encima de tensiones de unos 5,5 V, el efecto Zener es menos pronunciado y se produce otro efecto de ruptura conocido como ruptura de avalancha o ionización por impacto.
Aunque el resultado es casi el mismo con cualquier efecto que se utilice, tienden a tener coeficientes de temperatura opuestos, lo que hace que los diodos con tensiones en torno a los 5,5 V sean los más estables a la temperatura, ya que los coeficientes tienden a anularse, reduciendo cualquier movimiento resultante de los cambios de temperatura.
Usos del diodo zener
Los diodos Zener se utilizan principalmente en tres aplicaciones en circuitos electrónicos:
- Como regulador de tensión
El diodo Zener se utiliza principalmente en circuitos reguladores de tensión, ya que al funcionar en la región de ruptura puede mantener una tensión casi constante en su terminal en un rango específico de valores de corriente inversa. Esta capacidad hace que sea adecuado para trabajar como regulador de tensión y mantiene una tensión inversa constante.
- Como regulador de onda
La mayor aplicación de estos diodos es como regulador de tensión – por ejemplo, el diodo Zener se utiliza sobre todo en los circuitos reguladores de tensión. Pero también pueden utilizarse para comprar o recortar formas de onda. Estos circuitos también se denominan limitadores de diodo. En estos circuitos, el diodo Zener se utiliza como limitador.
- Cambiador de nivel
Los cambiadores de nivel ayudan a convertir la señal de un voltaje a otro y con la capacidad del diodo zener de mantener un voltaje de salida constante en la región de ruptura, los convierte en el componente ideal para la operación, siendo ésta una de las aplicaciones más simples pero interesantes del diodo zener.
