Circuitos Rectificadores, Diodo Zener y Amplificadores Operacionales: Funcionamiento y Características

Circuitos Rectificadores

Los circuitos rectificadores son circuitos realizados con diodos, capaces de cambiar la forma de onda de la señal que reciben en su entrada. Se utilizan sobre todo en las fuentes de alimentación de los equipos electrónicos. Todo circuito electrónico, como el amplificador en este caso, se puede sustituir por una resistencia de carga cuyo valor será el de la resistencia de entrada del circuito que queremos sustituir. De esta forma, el esquema electrónico que vamos a utilizar para comprobar el funcionamiento del rectificador será el siguiente:

Diferencias entre Amplificador Operacional (AO) Ideal y AO Real

1. La curva de transferencia: La pendiente en el amplificador ideal es infinita, mientras que en el real tiene un valor finito (Av).
2. Ganancia: En el amplificador ideal, la ganancia en lazo abierto es infinita, mientras que en el real es un valor muy alto pero finito.
3. Margen dinámico: En el amplificador ideal, el margen dinámico es ±Vcc.
4. Impedancia de entrada: En el AO ideal es infinita, mientras que en el real es muy alta pero finita (Vi ≠ ∞).
5. Resistencia de entrada: En el amplificador ideal es infinita, y en el real es muy alta pero finita (Ri ≠ ∞). Valores típicos: TRT BJT = 100kΩ, TRT FET = 10⁶Ω (valores muy altos).

Diodo Zener

Un diodo es un componente electrónico semiconductor que permite el paso de la corriente solo en un sentido. El diodo Zener está diseñado para mantener un voltaje constante en sus terminales, llamado voltaje o tensión Zener, cuando se polariza inversamente, es decir, cuando el cátodo tiene una tensión positiva y el ánodo negativa. Un diodo Zener en conexión con polarización inversa siempre tiene la misma tensión en sus extremos. Cuando lo polarizamos inversamente y llegamos a Vz, el diodo conduce y mantiene la tensión Vz constante, aunque nosotros sigamos aumentando la tensión en el circuito. La corriente que pasa por el diodo Zener en estas condiciones se llama corriente inversa. Cuando está polarizado directamente, el Zener se comporta como un diodo normal.

Estos diodos se utilizan como reguladores de tensión o voltaje para determinadas tensiones y resistencias de carga. Otro uso del Zener es como elemento de protección de un circuito para que nunca le sobrepase una determinada tensión a la carga del circuito.

Está fabricado para trabajar en la zona de ruptura, es decir, en polarización inversa.

Fenómeno de Ruptura

Limita la polarización inversa. Se define como aquella tensión en inversa para la cual aparece un aumento de corriente por la unión. Este aumento de intensidad depende de varios factores (tipo, dopado).

Causas

• Inestabilidad térmica: Se destruye debido a su proceso acumulativo de calor disipado.
• Multiplicación por avalancha: Las zonas están poco dopadas. Efecto multiplicador de choques entre huecos y electrones que generan nuevos pares que hacen romper los enlaces covalentes.
• Efecto túnel o Zener: Cuando están muy dopados, la zona bipolar es estrecha. Los electrones son atravesados, pero no tienen fuerza para romper los enlaces.