El objetivo de un diodo Zener es principalmente regular el voltaje en circuitos electrónicos. A diferencia de los diodos normales que conducen la corriente en una sola dirección y la bloquean en la dirección inversa, un diodo Zener está diseñado para funcionar en la región de ruptura inversa una vez que se alcanza un voltaje específico, conocido como voltaje Zener. Esta característica permite a los diodos Zener mantener un voltaje constante en sus terminales, incluso cuando el voltaje aplicado fluctúa, lo que los hace útiles para la regulación y estabilización de voltaje en diversos dispositivos electrónicos y fuentes de alimentación.
Un diodo de uso general y un diodo Zener cumplen diferentes funciones en los circuitos electrónicos. Un diodo de uso general se utiliza normalmente con fines de rectificación, permitiendo que la corriente fluya en una sola dirección y bloqueándola en la dirección inversa para convertir CA (corriente alterna) en CC (corriente continua). Por el contrario, un diodo Zener está diseñado específicamente para funcionar en la región de ruptura inversa, donde mantiene un voltaje constante en sus terminales independientemente de la corriente que fluye a través de él. Esta característica única hace que los diodos Zener sean adecuados para regulación de voltaje, circuitos de referencia de voltaje, protección contra sobretensiones y otras aplicaciones especializadas que requieren un control de voltaje preciso.
Los diodos Zener siempre se utilizan como reguladores de voltaje en circuitos electrónicos. Su capacidad para mantener un voltaje constante en sus terminales, conocido como voltaje Zener, garantiza que el voltaje permanezca estable dentro de un rango específico a pesar de las variaciones en el voltaje de entrada o los cambios en las condiciones de carga. Esto hace que los diodos Zener sean indispensables para mantener niveles constantes de voltaje en las fuentes de alimentación, garantizar el funcionamiento adecuado de componentes electrónicos sensibles y prevenir daños debidos a fluctuaciones de voltaje.
Los diodos Zener se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones de regulación de voltaje donde se requieren niveles de voltaje precisos y estables. Se emplean con frecuencia en fuentes de alimentación, circuitos de referencia de voltaje, circuitos de fijación de voltaje, protectores contra sobretensiones y estabilizadores de voltaje. En los diseños de fuentes de alimentación, los diodos Zener se utilizan a menudo en combinación con resistencias para crear puntos de referencia de voltaje o para regular el voltaje de salida a un nivel deseado. Su confiabilidad, simplicidad y efectividad para mantener la estabilidad del voltaje los convierten en componentes esenciales en diversos dispositivos y sistemas electrónicos.
El principio de funcionamiento de un diodo Zener se basa en el fenómeno de ruptura Zener o ruptura por avalancha. Cuando un diodo Zener tiene polarización inversa y el voltaje aplicado excede el voltaje Zener (también llamado voltaje de ruptura o voltaje de rodilla), el diodo entra en un estado de ruptura inversa. En esta región, el diodo Zener conduce mucho la corriente y mantiene una caída de voltaje casi constante en sus terminales. Esta característica surge de la estructura interna del diodo Zener, que está cuidadosamente dopado para tener un voltaje de ruptura brusco. El principio de funcionamiento del diodo Zener le permite regular el voltaje de manera efectiva y confiable en circuitos electrónicos, lo que lo convierte en un componente esencial para aplicaciones de regulación y estabilización de voltaje.