Diodo Zener:

1. Un dispositivo de dos capas que, por encima de un cierto voltaje inverso (el valor Zener), experimenta un aumento repentino de corriente. Si está polarizado directamente, el diodo actúa como un rectificador común; cuando está polarizado inversamente, muestra un punto de quiebre pronunciado en su gráfico corriente-voltaje. El voltaje a través del dispositivo permanece esencialmente constante ante cualquier aumento adicional de corriente inversa, hasta el límite de disipación permitido. Es útil como regulador de voltaje, protector contra sobretensiones, referencia de voltaje, cambio de nivel, etc. La verdadera ruptura Zener ocurre a menos de 6 voltios.

2. Un dispositivo semiconductor de unión pn, de dos terminales, que opera con polarización inversa en la región de ruptura y ofrece alta impedancia por debajo del voltaje de ruptura, pero conducción sin impedancia por encima del nivel de voltaje de ruptura.

3. Término general utilizado para describir cualquier diodo semiconductor diseñado para operar en condición de ruptura inversa. Los dispositivos de bajo voltaje de este tipo explotan el mecanismo de ruptura Zener, mientras que en la mayoría de los dispositivos con voltajes de ruptura superiores a 6 voltios, la ruptura se debe al mecanismo de avalancha.

4. Un diodo semiconductor de unión pn que tiene un voltaje de ruptura controlado con polarización inversa y se utiliza para proporcionar (o fijar) un voltaje específico para otros componentes protegidos (por ejemplo, en un circuito integrado).

5. Un diodo Zener es un dispositivo semiconductor diseñado para permitir el flujo de corriente en dirección inversa cuando se alcanza una tensión específica, conocida como tensión Zener. Esta propiedad lo hace ideal para aplicaciones como reguladores de voltaje, donde se requiere mantener una tensión constante a pesar de variaciones en la carga o en la fuente de alimentación. El funcionamiento del diodo Zener se basa en dos fenómenos: el efecto Zener y la ruptura por avalancha. El efecto Zener predomina en diodos con tensiones de ruptura inferiores a 5.6V, mientras que la ruptura por avalancha es más común en tensiones superiores. La curva característica del diodo Zener muestra que, al polarizarlo inversamente y alcanzar la tensión Zener, el dispositivo conduce manteniendo una tensión constante en sus terminales. Es esencial utilizar una resistencia en serie para limitar la corriente y evitar daños al diodo. Además de su uso en regulación de voltaje, los diodos Zener se emplean en protección contra sobretensiones y en circuitos de recorte de señales.

6. (diodo Zener, diodo de Zener). Diodo de unión polarizado inversamente en la región de rotura, usado como estabilizador de voltaje.

El diodo Zener es un diodo de silicio diseñado para operar en la región de ruptura por polarización inversa. A diferencia del diodo rectificador convencional, está fabricado para trabajar de manera estable cuando la tensión inversa alcanza un valor específico denominado tensión Zener (V_Z). Existen diodos Zener comerciales con tensiones de ruptura comprendidas aproximadamente entre 1,8 V y 200 V. Este valor se determina durante la fabricación mediante un control preciso del nivel de dopado del semiconductor.

Cuando un diodo Zener entra en la región de ruptura inversa, la tensión entre sus terminales permanece prácticamente constante aunque la corriente varíe considerablemente. Esta característica lo convierte en un excelente elemento de referencia de tensión y en un regulador sencillo para fuentes de alimentación de baja potencia.

Representación esquemática del diodo Zener, indicando sus terminales: ánodo (A) y cátodo (K).

Curva característica del diodo Zener que muestra el comportamiento en polarización directa e inversa. En polarización directa se comporta de manera similar a un diodo de silicio convencional, con una caída aproximada de 0,7 V. En polarización inversa aparece la región de ruptura Zener, donde la tensión permanece prácticamente constante mientras la corriente aumenta.

Las principales aplicaciones del diodo Zener son como referencia de tensión y como regulador de tensión en circuitos de baja corriente. Aunque ofrecen una regulación sencilla, presentan limitaciones frente a reguladores integrados, especialmente en cuanto al rechazo del rizado y la capacidad para soportar grandes variaciones de corriente. Combinando un diodo Zener con un transistor o un amplificador operacional pueden obtenerse reguladores de mejores prestaciones.

Al aumentar la tensión inversa (V_R), la corriente inversa (I_R) permanece muy pequeña hasta alcanzar el punto denominado rodilla (knee). A partir de este punto comienza la ruptura Zener y la corriente aumenta rápidamente mientras la tensión permanece prácticamente constante.

La resistencia dinámica interna del diodo en esta región recibe el nombre de impedancia Zener (Z_Z). En las hojas de datos suele especificarse al valor de corriente de prueba I_ZT. La capacidad del diodo para mantener una tensión casi constante dentro de esta región es la base de su funcionamiento como regulador.

Para que exista regulación, la corriente inversa debe mantenerse entre dos límites:

• I_ZK: corriente mínima o corriente de rodilla necesaria para mantener la regulación.
• I_ZM: corriente máxima permitida antes de que el diodo pueda dañarse por exceso de potencia.

En la aproximación ideal, un diodo Zener en ruptura puede representarse como una fuente de tensión constante igual a su tensión nominal V_Z. En el modelo práctico se incorpora una resistencia interna denominada impedancia Zener (Z_Z), responsable de la pequeña variación de tensión cuando cambia la corriente.

La impedancia dinámica del diodo se define mediante la expresión:

Z_Z = ΔV_Z / ΔI_Z

Normalmente este valor se especifica para la corriente de prueba I_ZT y puede considerarse aproximadamente constante dentro del rango lineal de funcionamiento del diodo.

Si un diodo Zener presenta una variación de 50 mV en su tensión Zener cuando la corriente cambia 2 mA, su impedancia Zener será:

Z_Z = 50 mV / 2 mA = 25 Ω

El diodo Zener puede emplearse como regulador de tensión en aplicaciones de baja potencia. Cuando la tensión de entrada (V_IN) varía dentro de determinados límites, el diodo mantiene prácticamente constante la tensión de salida (V_OUT).

Si la tensión de entrada aumenta, la corriente Zener (I_Z) también aumenta, mientras que la tensión sobre el diodo permanece casi constante. Si la tensión de entrada disminuye, la corriente Zener disminuye, pero mientras permanezca comprendida entre I_ZK e I_ZM, la regulación continúa siendo efectiva.

La resistencia serie (R) limita la corriente que circula por el diodo y protege al dispositivo frente a sobrecorrientes. Para que exista regulación es necesario que:

• La tensión de entrada sea mayor que la tensión Zener (V_IN > V_Z).
• La corriente Zener permanezca entre I_ZK e I_ZM.

(a) Cuando aumenta la tensión de entrada, la corriente del diodo Zener aumenta, pero la tensión de salida permanece prácticamente constante.

(b) Cuando disminuye la tensión de entrada, la corriente del diodo Zener disminuye, aunque la tensión de salida continúa siendo prácticamente constante mientras el diodo permanezca dentro de su región de regulación.

ZEOTRÓPICA, MEZCLA: Mezcla de líquidos con diferente volatilidad que cambia su punto de ebullición al evaporarse.

Una mezcla zeotrópica es una combinación de líquidos con puntos de ebullición diferentes, lo que provoca que cada componente se evapore o condense a temperaturas distintas. Durante el cambio de fase, estas mezclas exhiben un "deslizamiento de temperatura", es decir, una variación en la temperatura a lo largo del proceso de evaporación o condensación. Este comportamiento contrasta con las mezclas azeotrópicas, donde los componentes cambian de fase a una temperatura constante. Las mezclas zeotrópicas se emplean en sistemas de refrigeración, ciclos orgánicos de Rankine y procesos de destilación, aprovechando su capacidad para mejorar la eficiencia térmica y facilitar la separación de componentes.