Dañar o estropear un diodo Zener puede ocurrir mediante varios métodos, siendo la corriente excesiva una de las causas más comunes. Los diodos Zener están diseñados para funcionar en la región de ruptura inversa, donde mantienen un voltaje estable en sus terminales. La aplicación de una corriente que exceda la corriente nominal máxima (Izmax) puede provocar una fuga térmica, lo que provoca que el diodo Zener se sobrecaliente y potencialmente falle. Otra forma de dañar un diodo Zener es exceder su capacidad de disipación de energía, generalmente especificada como Pd(max). Esto ocurre cuando el diodo disipa más energía de la que puede manejar con seguridad, lo que provoca un sobrecalentamiento y una eventual falla.
Los diodos Zener pueden fallar por varias razones, pero una de las principales es el sobrecalentamiento. Cuando un diodo Zener funciona en modo de ruptura, disipa energía en forma de calor. Si el calor generado excede la capacidad del diodo para disiparlo, el diodo puede sobrecalentarse y fallar catastróficamente. Las condiciones de sobrecorriente, ya sea debido a un voltaje aplicado excesivo o una falla en el circuito, también pueden causar que un diodo Zener falle al dañar su estructura interna o provocar que se queme. Además, la exposición a transitorios eléctricos, como picos o sobretensiones de voltaje, puede exceder temporalmente la clasificación de voltaje de ruptura del diodo, lo que provoca fallas si no se protege adecuadamente.
Para quemar un diodo Zener, normalmente se aplica un voltaje superior a su voltaje de ruptura nominal (Vz). Los diodos Zener están diseñados para funcionar en modo de ruptura en condiciones controladas. La aplicación de un voltaje superior al voltaje de ruptura especificado puede hacer que el diodo conduzca una corriente excesiva, lo que provocará un sobrecalentamiento y una posible quema. Este escenario puede ocurrir debido a fallas en el circuito, regulación de voltaje inadecuada o picos de voltaje transitorios que exceden la clasificación del diodo. En aplicaciones prácticas, es fundamental garantizar que el voltaje aplicado a un diodo Zener no exceda su voltaje de ruptura para evitar daños y garantizar un funcionamiento confiable.
Determinar si un diodo Zener está roto o defectuoso implica varios pasos de diagnóstico. Un método común es utilizar un multímetro para medir las características de polarización directa e inversa del diodo. En la dirección de polarización directa, un diodo Zener en buen estado debería comportarse como un diodo de silicio normal, mostrando una caída de tensión directa (normalmente alrededor de 0,7 V para el silicio). En la dirección de polarización inversa, el diodo Zener debe exhibir un voltaje de ruptura estable (Vz) dentro de su tolerancia especificada. Una desviación significativa de estas lecturas esperadas o una falta de indicación de voltaje de ruptura podrían indicar que el diodo Zener está defectuoso y necesita reemplazo.
La principal causa de la avería del diodo Zener es la aplicación de una tensión superior a su tensión de ruptura nominal (Vz). Los diodos Zener están diseñados para funcionar en la región de ruptura inversa, donde mantienen un voltaje constante en sus terminales. Cuando el voltaje aplicado excede el voltaje de ruptura especificado, el diodo entra en modo de ruptura y conduce corriente para regular el voltaje. Sin embargo, si el voltaje aplicado continúa aumentando más allá de la clasificación del diodo o si hay una condición de sobrecorriente sostenida, el diodo puede experimentar un descontrol térmico o una tensión eléctrica excesiva, lo que provocará averías y fallas. El diseño adecuado del circuito, incluida la regulación de voltaje y las medidas de protección transitoria, es esencial para evitar la falla del diodo Zener y garantizar un rendimiento confiable en los circuitos electrónicos.