filtros capacitivos

CCaarrllooss NNoovviilllloo MMoonntteerroo CCaan n
FUENTES DE VOLTAJE DCFUENTES DE VOLTAJE DC
yy
RectificadoRectificador der de Media-Onda [M-O]Media-Onda [M-O]
Rectificador de Onda-Completa [O-C]Rectificador de Onda-Completa [O-C]
FIGURA 2.1FIGURA 2.1

FFUUEENNTTEESS DDEE VVOOLLTTAAJJEE DDCC -- 9944 --
AunqAunque los reue los rectifctificadicadores, de mores, de media-onda yedia-onda y de onda-comde onda-completa, producenpleta, producen
un voltaje continuo en la carga, no serían aceptables como fuentesun voltaje continuo en la carga, no serían aceptables como fuentes
de polarización en muchos dispositivos electrónicos debido ade polarización en muchos dispositivos electrónicos debido a que laque la
señal reseñal rectificadactificada también ttambién tiene coiene componemponentes altntes alternaernas. Estas compones. Estas componentesntes
alternas actúan como señales extrañas y enmascaran a las señalesalternas actúan como señales extrañas y enmascaran a las señales
verdaderas. Por ejemplo, en un amplificador de audio, tal fuente deverdaderas. Por ejemplo, en un amplificador de audio, tal fuente de
polarizaciónpolarización produciproduciría unría un zumbido zumbido apreciable. Para reducir este zumbidoapreciable. Para reducir este zumbido
se utilizan circuitos filtro.se utilizan circuitos filtro.
Factor de RizadoFactor de Rizado.- Un criterio que se emplea a menudo.- Un criterio que se emplea a menudo para especificapara especificarr
la cantidad de voltaje alterno presente en la salida de una fuentela cantidad de voltaje alterno presente en la salida de una fuente
de polarización es elde polarización es el factor de rizado factor de rizado ãã, que se define como, que se define como
Para los rectificadorPara los rectificadores sin filtro, el factor de rizado se obtienees sin filtro, el factor de rizado se obtiene
mediante la siguiente ecuación.mediante la siguiente ecuación.
Entonces, al reemplazar los valores obtenidos para la rectificaciónEntonces, al reemplazar los valores obtenidos para la rectificación
de media-onda en la ecuación definida para el factor de rizado, sede media-onda en la ecuación definida para el factor de rizado, se
tienetiene
Este es un valor muy alto. En muchos dispositivos electrónicos,Este es un valor muy alto. En muchos dispositivos electrónicos, ãã
debe ser alrededor de 0,001 [0,1%]. El factor de rizado para eldebe ser alrededor de 0,001 [0,1%]. El factor de rizado para el
rectificador de onda-completa esrectificador de onda-completa es
Eficacia de RectificaciónEficacia de Rectificación.- Otro parámetro de interés es la.- Otro parámetro de interés es la eficacia deeficacia de
r r
rectificaciónrectificación çç , que se la define como, que se la define como

Para el rectificador de mediaPara el rectificador de media-onda se tiene que la potencia disipada-onda se tiene que la potencia disipada
enen elel diododiodo eses ,, dondedonde
, entonces,, entonces,
al sustituir los valores para elal sustituir los valores para el rectificadorectificador der de media onda media onda , se obtiene, se obtiene
Por tanto, la máximaPor tanto, la máxima eficacia de rectificación del rectificador deeficacia de rectificación del rectificador de
media-onda sin filtro es 40.5%.media-onda sin filtro es 40.5%.
Para el rectificador dePara el rectificador de onda-completaonda-completa se tiene lo siguiente. Lase tiene lo siguiente. La
potencia total en los diodos espotencia total en los diodos es
,,
entonces,entonces,

La eficacia de rectificación para onda completa esLa eficacia de rectificación para onda completa es
FuenFuentes de Voltaje DC con Filttes de Voltaje DC con Filtro C [No Reguro C [No Reguladas]ladas].- El factor de rizado.- El factor de rizado
de un circuito rectificadde un circuito rectificador es bastante alto. Un filtro para la fuenteor es bastante alto. Un filtro para la fuente
de polarización reduce las componentes alternas. Un circuito filtrode polarización reduce las componentes alternas. Un circuito filtro
ininpara fuente de polarización típico se muestra, en la fig. 2.3.para fuente de polarización típico se muestra, en la fig. 2.3. V V eses
LLel voltaje de salida del rectificador yel voltaje de salida del rectificador y V V es el voltaje de salida deles el voltaje de salida del
filtro.filtro. Las caracteLas característirísticas del filtcas del filtro deben ser talesro deben ser tales que laque la componentecomponente
inincontinua decontinua de V V no se vea afectada por el filtro, mientras que lasno se vea afectada por el filtro, mientras que las
inincomponentes alternas decomponentes alternas de V V sean atenuadas por él.sean atenuadas por él.
Los elementos en serie del filtro deben presentar una impedanciaLos elementos en serie del filtro deben presentar una impedancia
alta a las componentes alternas, mientras que los elementos en paraleloalta a las componentes alternas, mientras que los elementos en paralelo
deben presentar una impedancia baja a estas componentes. Para lasdeben presentar una impedancia baja a estas componentes. Para las
componentes continuas debe verificarse lo contrario.componentes continuas debe verificarse lo contrario.
Filtro con Capacitor de EntradaFiltro con Capacitor de Entrada.- La fig..- La fig. 2.4 muestra un circuito que2.4 muestra un circuito que
incluye un rectificador de media onda yincluye un rectificador de media onda y un filtro con capacitor. Elun filtro con capacitor. El
funcionamiefuncionamiento de este tipo de filtro sento de este tipo de filtro se basa en el hecho de que elbasa en el hecho de que el
capacitor almacena energía duracapacitor almacena energía durante el tiempo en que el diodo conducente el tiempo en que el diodo conduce
y en que entrega esta energía a la carga, durante el tiempo en quey en que entrega esta energía a la carga, durante el tiempo en que
el diodo no condel diodo no conduce. De esta forma, se prolonga el tiempo durante eluce. De esta forma, se prolonga el tiempo durante el
cual circula corriente por la carga y disminuye notablemente el rizado.cual circula corriente por la carga y disminuye notablemente el rizado.

L L Filtro C para el Rectificador de Media-OndaFiltro C para el Rectificador de Media-Onda.- Cuando.- Cuando R R ýý 44 [salida en[salida en
circuito abierto (en vacío)], el capacitor se carga hasta el valorcircuito abierto (en vacío)], el capacitor se carga hasta el valor
pico de la señal de entrada al filtro y se mantiene en este valor yapico de la señal de entrada al filtro y se mantiene en este valor ya
que no hay ningún camino porque no hay ningún camino por el que pueda descargarse, fig. 2.5. Enel que pueda descargarse, fig. 2.5. En
consecuencia, la acción delconsecuencia, la acción del filtfiltro es perfecta y el voltaje del capacitorro es perfecta y el voltaje del capacitor
CC m m V V permanece constantpermanece constante ee e igual aigual a V V ..
L L CuandoCuando R R 44 [valor finito]. Inicialmente el capacitor también se[valor finito]. Inicialmente el capacitor también se
carga al valor picarga al valor pico de la seco de la señal de entrada al filtro, pero poñal de entrada al filtro, pero posteriormen-steriormen-
LLte, cuando el diodo deja de conducir, se descarga a través dete, cuando el diodo deja de conducir, se descarga a través de RR , puesto, puesto
que el diodo se polariza inversamente e impide el paso de corrienteque el diodo se polariza inversamente e impide el paso de corriente
en sentido negativo.en sentido negativo.
El diodo conduEl diodo conduce [cargandoce [cargando al capal capacitor] mientracitor] mientras el voltaje de entras el voltaje de entradaada
11 22es mayor que el del capacitor, es decir entrees mayor que el del capacitor, es decir entre öö yy öö , fig. 2.6. Y deja, fig. 2.6. Y deja
de conducir mientras el voltaje de entrada sea menor que el voltajede conducir mientras el voltaje de entrada sea menor que el voltaje
LLen el capacitor, produciéndose la descaren el capacitor, produciéndose la descarga de éste aga de éste a través detravés de RR ; esto; esto
22 11sucede entresucede entre öö y 2y 2ðð ++ öö , en el gráfico. En la fig. 2.6 se observa, en el gráfico. En la fig. 2.6 se observa
OO LL CCqueque el vel voltaoltaje en lje en la carga carga [Va [V = V= V = V= V ] pu] puedeede exprexpresaresarse pse por mor medioedio

de la siguiente ecuación.de la siguiente ecuación.
Esta onda se repite periódicamente.Esta onda se repite periódicamente.
Como se observa en la fig. 2.7, en el circuito hay tres corComo se observa en la fig. 2.7, en el circuito hay tres corrientes:rientes:
dd CC llii ,, ii ,, ii ..
Corriente en la cargaCorriente en la carga
Corriente en el capacitorCorriente en el capacitor
Corriente en el diodoCorriente en el diodo
LLCorriente en la Carga RCorriente en la Carga R .- Puesto que la carga es.- Puesto que la carga es puramente resispuramente resistiva, lativa, la
LLcorrientecorriente ii tiene la misma forma de onda que el voltaje de carga.tiene la misma forma de onda que el voltaje de carga.
Entonces, la ecuación de la corriente de carga seráEntonces, la ecuación de la corriente de carga será
La fig. 2.8 muestra la forma de onda de la corriente en la carga.La fig. 2.8 muestra la forma de onda de la corriente en la carga.

Corriente en el Capacitor Corriente en el Capacitor ::
CC LLCorriente en el DiodoCorriente en el Diodo [[II ++ II ]]
De la ecuación anterior seDe la ecuación anterior se deduce que la corriente máxima que circularádeduce que la corriente máxima que circulará
11por el diodo, que ocurre cuandopor el diodo, que ocurre cuando ùùt =t = öö , [fig. 2.10], está dada por, [fig. 2.10], está dada por
(1)(1)

La fig. 2.11 muestra enLa fig. 2.11 muestra en un solo gráfico las tres corrientes junun solo gráfico las tres corrientes juntas.tas.
Cálculo de la Componente DC en la CargaCálculo de la Componente DC en la Carga.- Para este propósito, la.- Para este propósito, la curvacurva
LLreal dereal de V V , se aproxima a una onda diente de sierra con período T, como, se aproxima a una onda diente de sierra con período T, como
se muestra en la fig. 2.12. De ella se deduce quese muestra en la fig. 2.12. De ella se deduce que
(2)(2)
r r DondeDonde V V es el voltaje de rizado pico-a-pico. Se sabe quees el voltaje de rizado pico-a-pico. Se sabe que
CC CC CC CCQQ = C= C xx VV yy tatambmbiéiénn QQ == tt xx II
al igualar estas ecuaciones se tiene queal igualar estas ecuaciones se tiene que
CC CCCC xx VV = t= t xx II
De la onda aproximada se deduce queDe la onda aproximada se deduce que
CC rrVV == VV [[vvoollttaajjee ddee ddeessccaarrggaa ddeell ccaappaacciittoorr]]

CC DDCC,,LLII = I= I LL[Corriente d[Corriente de descarga de descarga del capacitoel capacitor a través dr a través de Re R ]]
tt == TT [Tiempo[Tiempo durantedurante elel cualcual sese descargadescarga elel capacitor]capacitor]
Por tantoPor tanto
DebidoDebido aa queque ,, sese tienetiene queque
(3)(3)
Que al reemplazar en la ec. (2), daQue al reemplazar en la ec. (2), da
(4)(4)
dede modomodo queque (5)(5)
El valor RMS para una onda diente de sierra está dado porEl valor RMS para una onda diente de sierra está dado por
(6) de aquí, se obtiene(6) de aquí, se obtiene
(7)(7)
RRMMSS,,LL DDCC,,LLPuesto que el factor dePuesto que el factor de rizado se define comorizado se define como ãã == VV //VV ,, ddee ((77)),,
para el rectificador de media onda con filtro C se tienepara el rectificador de media onda con filtro C se tiene
(8)(8)
Cálculo de la Corriente Pico en el DiodoCálculo de la Corriente Pico en el Diodo.- Para calcular la corriente.- Para calcular la corriente
11pico del diodo, se debe determpico del diodo, se debe determinar el valor deinar el valor de öö , que puede obtenerse, que puede obtenerse

de forma aproximada, suponde forma aproximada, suponiendo que el diodo empieza a conducir cuandoiendo que el diodo empieza a conducir cuando
LL 11 mm r r V V <<ùùt=t=öö > => = VV - V - V ..
LL 11 mm 11 mm rrEnEntotoncnceses, V, V <<ùùt=t=öö >> == VV sseenn öö == VV -- VV ((99))
Al reemplazar la ec. (5) en la ec.Al reemplazar la ec. (5) en la ec. (3) se tiene(3) se tiene
(10)(10)
r r Sustituyendo el valor deSustituyendo el valor de V V en la ec. (9) y despejando se tieneen la ec. (9) y despejando se tiene
(11)(11)
11Una vez determinadoUna vez determinado öö , se reemplaza en la ec. (1) para determinar, se reemplaza en la ec. (1) para determinar
LLla corriente pico en el diodo. Si se aumenta el valor dela corriente pico en el diodo. Si se aumenta el valor de RR Cf Cf , el valor, el valor
DDCC,,LL m m dede V V se aproxima más ase aproxima más a V V , el fact, el factor de rizor de rizado disminado disminuye y lauye y la corrientecorriente
pico en el diodo aumenta. Un resumen de las ecuaciones para elpico en el diodo aumenta. Un resumen de las ecuaciones para el
rectificador de media-onda con filtro C se muestra en la siguienterectificador de media-onda con filtro C se muestra en la siguiente
tabla.tabla.
[Para calculadora][Para calculadora]
EjemploEjemplo.- Un rectificador de media onda con filtro con capacitor tiene.- Un rectificador de media onda con filtro con capacitor tiene
los siguientes parámetroslos siguientes parámetros: transformador con una relación de espiras: transformador con una relación de espiras

11 22 LLiinn RMSRMS LLNN :N :N = 13:1,= 13:1, V V =120V=120V f f = 60Hz,= 60Hz, RR = 330= 330ÙÙ,, C C = 680= 680ììF. DeterminarF. Determinar
DDCC,,LL DDCC,,LL 11 MM,,DD rr 22V V ;; I I ;; ãã;; öö ,, I I ,, V V yy öö ..
SoluciónSolución::
PSPSVV ==
mmVV = 15,= 15,99V -99V - 0,6V0,6V = 15,= 15,39V39V
Entonces,Entonces,
, es decir,, es decir,
, por tanto,, por tanto,
,,
,,
22Para propósitos prácticos, puede considerarsPara propósitos prácticos, puede considerarse quee que öö .. 90°. Por tanto,90°. Por tanto,
22en la mayoría de aplicaciones no es necesario el cálculo deen la mayoría de aplicaciones no es necesario el cálculo de öö ..

PS PS RMSRMS LLSi:Si: V V = 6= 6,,33VV [[1111,,66VV; 16; 16,2,2V]V],, f f = 60Hz,= 60Hz, RR = 820= 820ÙÙ [250[250ÙÙ; 100; 100ÙÙ],],
DDCC,,LL DDCC,,LL 11 MM,,DD rr 22C C = 470= 470ììF [750F [750ììF; 1200F; 1200ììF]. DeterminarF]. Determinar V V ;; I I ;; ãã;; öö ,, I I ,, V V yy öö ..
Rectificador de Onda CompletaRectificador de Onda Completa.- Los resultados son similares a los.- Los resultados son similares a los
del rectificador de media onda. El voltaje más aproximado a ladel rectificador de media onda. El voltaje más aproximado a la salidasalida
del filtro para el rectificaddel filtro para el rectificador de onda completor de onda completa se muestra en la fig.a se muestra en la fig.
2.13, el período es la mitad del2.13, el período es la mitad del de la señal de lade la señal de la red. Es decir, alred. Es decir, al
rectifirectificador de ondcador de onda completa completa se le pueden aplia se le pueden aplicar lacar las misms mismas reas relacioneslaciones
que para el rectificador de media onda si se sustituyeque para el rectificador de media onda si se sustituye f f porpor 2f 2f ..
11La corriente pico del diodo seLa corriente pico del diodo se halla, de nuevo, sustituyendohalla, de nuevo, sustituyendo öö enen
M,DM,D(1).(1). ParaPara el cáel cálcullculo deo de II , par, para el ra el rectiectificaficador ddor de onde onda coma completpleta cona con
filtro capacitivo, se debefiltro capacitivo, se debe considerarconsiderar ùù==22ððxx 60Hz60Hz, por cuanto el período, por cuanto el período
de conducción de los diodos es 60Hz y no 120Hz.de conducción de los diodos es 60Hz y no 120Hz.
(12),(12),
(13),(13),
(14),(14),
(15),(15),
(16)(16)
EjemploEjemplo.- Un rectificador de onda completa, tipo puente, con filtro.- Un rectificador de onda completa, tipo puente, con filtro
con capacitor tiene los siguientes parámetroscon capacitor tiene los siguientes parámetros: transformador con una: transformador con una
11 22 LLiinn RMSRMS LLrelación de espirasrelación de espiras NN :N :N = 13:1,= 13:1, V V =120V=120V f f = 60Hz,= 60Hz, RR = 330= 330ÙÙ,, C C
DDCC,,LL DDCC,,LL 11 MM,,DD rr 22= 680= 680ììF. DeterminarF. Determinar V V ;; I I ;; ãã;; öö ,, I I ,, V V yy öö ..

SoluciónSolución::
PSPSVV ==
mmVV = 15,= 15,99V -99V - 1,2V1,2V = 14,= 14,79V79V
Entonces,Entonces,
, es decir,, es decir,
,, porpor tanto,tanto,
,,
,,
Fácilmente puede verse que la respuesta mejora notablemente cuandoFácilmente puede verse que la respuesta mejora notablemente cuando
se utiliza un rectificador de onda completa y filtro capacitivo; sinse utiliza un rectificador de onda completa y filtro capacitivo; sin
22embrago, el ánguloembrago, el ángulo öö , es igual, es igual al anteriormente calculado.al anteriormente calculado.
PS PS RMSRMS LLSi:Si: V V = 6= 6,3,3VV [[1111,6,6V;V; 116,6,2V2V],], f f = 60Hz,= 60Hz, RR = 820= 820ÙÙ
[250[250ÙÙ; 100; 100ÙÙ],], C C = 470= 470ììF [750F [750ììF; 1200F; 1200ììF]. DeterminarF]. Determinar
DDCC,,LL DDCC,,LL 11 MM,,DD rr 22V V ;; I I ;; ãã;; öö ,, I I ,, V V yy öö ..

Diseño de Fuentes de Voltaje DCDiseño de Fuentes de Voltaje DC no Reguladasno Reguladas.- Cuando se diseña una fuente.- Cuando se diseña una fuente
de polarización (fuente de voltaje DC), generalmentede polarización (fuente de voltaje DC), generalmente, se especifican, se especifican
DDCC,,LL DDCC,,LL LL mmlos valores delos valores de VV ,, II ,, RR yy ãã,, y se calculan los valores dey se calculan los valores de VV yy CC. Esto. Esto
puede hacerse para el rectificador de media onda resolviendopuede hacerse para el rectificador de media onda resolviendo
simultáneamente (5) y (8). De dondesimultáneamente (5) y (8). De donde
Si en (17) se utiliza el signo mayor que, se debe emplear el valorSi en (17) se utiliza el signo mayor que, se debe emplear el valor
real dereal de ãã en (18). [Si se especifica el valor en que seen (18). [Si se especifica el valor en que se permite variarpermite variar
DDCC,,LL DDCC,,LLaa V V cuandocuando I I varía entre límites dados, (4) puede especificar envaría entre límites dados, (4) puede especificar en
realidad el valor mínimo de C].realidad el valor mínimo de C]. Para el rectificador de onda completa,Para el rectificador de onda completa,
las ecuaciones de diseño sonlas ecuaciones de diseño son
y se utiliza (19) para determinar el valor mínimo dey se utiliza (19) para determinar el valor mínimo de C C si se especificasi se especifica
la regulación de voltaje. Obsérvese que el valor dela regulación de voltaje. Obsérvese que el valor de C C que se requiereque se requiere
cuando se utiliza el rectificador de onda completa sólo es la mitadcuando se utiliza el rectificador de onda completa sólo es la mitad
del requdel requerido en el rectificador de mederido en el rectificador de media onda. Los valoria onda. Los valores dees de C C oscilanoscilan
entre 10entre 10ììF y varios cientos deF y varios cientos de ììF. Generalmente se emplean capacitoresF. Generalmente se emplean capacitores
electrolíticos.electrolíticos.
EN ESTE ANÁLISIEN ESTE ANÁLISIS SE HA DESPRECIADO LA CAÍDAS SE HA DESPRECIADO LA CAÍDA DE VOLTAJEDE VOLTAJE
EN LA RESISTENCIA DIRECTA DEL DIODO. EL EFECTO PRINCIPALEN LA RESISTENCIA DIRECTA DEL DIODO. EL EFECTO PRINCIPAL
DC,LDC,LDE EDE ESTSTA CAA CAÍÍDA DE VDA DE VOLTOLTAJEAJE ES RES REDUEDUCICIR ELR EL VAVALORLOR DE VDE V ..
EjemplodeDiseñoEjemplodeDiseño.- Diseñ.- Diseñar unaar una fuentefuente de polarde polarizaciización [fueón [fuente de voltajente de voltaje
DC] utilizando un rectificadDC] utilizando un rectificador de ondaor de onda completa tipo toma central ycompleta tipo toma central y
DDCC,,LL DDCC,,LLfilfiltrotro C,C, queque satsatisfisfagaaga laslas sigsiguieuiententes cos condindiciocionesnes: V: V = 15= 15V; IV; I
LL mm= 200mA y= 200mA y ãã = 5%. Determinar los= 5%. Determinar los valores devalores de VV , C. ¿Cuál, C. ¿Cuál es la corres la corrienteiente
pico de los diodos? Asumir diodos de silicio.pico de los diodos? Asumir diodos de silicio.

LLDe los daDe los datos se tietos se tiene que Rne que R = 15V/2= 15V/200mA = 7500mA = 75ÙÙ
SeSe sabesabe queque ,, porpor tanto,tanto,
,,
entoncesentonces
, de ahí que, de ahí que
M,DM,Ddede mmododoo qqueue II == 22,4,48A8A VPVPII .. 33,8V33,8V
[10,6/1][10,6/1]
DDCC,,LL DDCC,,LL DDCC,,LL DDCC,,LL DDCC,,LLVV == 99VV,, II == 220000mmAA,, ãã == 77,,55%%;; VV == 66VV,, II == 115500mmAA,, ãã = 5%; V= 5%; V
DDCC,,LL mm== 1122VV,, II == 225500mmAA,, ãã = 8%; det= 8%; determinar: Verminar: V , C y la, C y la corriente mcorriente máximaáxima
en los diodos.en los diodos.
El Diodo Zéner El Diodo Zéner .- La mayor área de aplicación de los diodos zéner.- La mayor área de aplicación de los diodos zéner
es la regulación de voltaje en fuentes DC. En esta sección, se veráes la regulación de voltaje en fuentes DC. En esta sección, se verá
cómo el zéner mantiene aproximadamente constante el voltaje DC bajocómo el zéner mantiene aproximadamente constante el voltaje DC bajo
condiciones apropiadas de operación. Se estudiarán las condicionescondiciones apropiadas de operación. Se estudiarán las condiciones
y limitaciones para el uso apropiado del diodo zéner y los factoresy limitaciones para el uso apropiado del diodo zéner y los factores
que afectan suque afectan su comportamiencomportamiento.to.

El símbolo para el diodo zéner se muestra en la fig. 2.15. El diodoEl símbolo para el diodo zéner se muestra en la fig. 2.15. El diodo
zéner es unzéner es un dispositivodispositivo de junturade juntura PN que dPN que difierifiere del diodo rectificadoe del diodo rectificadorr
porque está diseñado para operar en la región de ruptuporque está diseñado para operar en la región de ruptura inversa. Elra inversa. El
voltaje de ruptura de un diodo zéner esvoltaje de ruptura de un diodo zéner está determinado mediante untá determinado mediante un contcontrolrol
cuidadoso del nivel de dopaje durante la fabricación. En la curvacuidadoso del nivel de dopaje durante la fabricación. En la curva
característica del diodo, se observa que cuando alcanza la rupturacaracterística del diodo, se observa que cuando alcanza la ruptura
inversa, su voltaje se mantiene casiinversa, su voltaje se mantiene casi constante aun cuando la corrienteconstante aun cuando la corriente
cambiacambia drásticamentdrásticamente.e.
Las curvas características de las figs. 2.16 y 2.17 muestran lasLas curvas características de las figs. 2.16 y 2.17 muestran las
regiones de operacióregiones de operación normal para el diodo rectificador y para el diodon normal para el diodo rectificador y para el diodo
zéner respectivamzéner respectivamente. Si a un diodo zéner seente. Si a un diodo zéner se lo polariza directamente,lo polariza directamente,
su operación es la misma que la desu operación es la misma que la de un diodo rectificador.un diodo rectificador.
FIGURAFIGURA 2.162.16 REGIÓNREGIÓN DEDE TRABAJOTRABAJO DELDEL RECTIFIRECTIFICADORCADOR
FIGURAFIGURA 2.172.17 REGIÓNREGIÓN DEDE TRABAJOTRABAJO DELDEL ZÉNERZÉNER

Ruptura Zéner Ruptura Zéner .- Los.- Los Diodos zéneDiodos zéner estánr están diseñados pardiseñados para operaa operar en ruptr en rupturaura
inversa. En un diodo zéner existen dos tipos de ruptura inversa:inversa. En un diodo zéner existen dos tipos de ruptura inversa:
avalancha y zéner. La ruptura por avalancha ocurre en los diodosavalancha y zéner. La ruptura por avalancha ocurre en los diodos
rectificadores y en los diodos zénerrectificadores y en los diodos zéner a un voltaje inverso suficientementea un voltaje inverso suficientemente
alto. La rupturaalto. La ruptura zéner ocurre en los diodos zéner a voltajes inversoszéner ocurre en los diodos zéner a voltajes inversos
bajos. Un diodo zéner es altamente dopado para reducibajos. Un diodo zéner es altamente dopado para reducir el voltaje der el voltaje de
ruptura. Esto produce una barrera de potencial muy delgada. Comoruptura. Esto produce una barrera de potencial muy delgada. Como
resultado de ello, dentro de la barrerresultado de ello, dentro de la barrera de potencial existe un campoa de potencial existe un campo
ZZeléctrico mueléctrico muy grande. Cercay grande. Cerca del voltaje de rudel voltaje de ruptura zéner (Vptura zéner (V ), el campo), el campo
es suficientemente alto pares suficientemente alto para sacar los electroa sacar los electrones dnes de su banda de valenciae su banda de valencia
y crear corriente.y crear corriente.
Los diodos zéner con voltajes deLos diodos zéner con voltajes de ruptura menores deruptura menores de aproximadamaproximadamenteente
6V operan predominantemente en la ruptura zéner. Aquellos con voltajes6V operan predominantemente en la ruptura zéner. Aquellos con voltajes
de ruptura mayores que aproximadamente 6V, operan predominantementede ruptura mayores que aproximadamente 6V, operan predominantemente
en ruptura por avalancha. Sin embargoen ruptura por avalancha. Sin embargo, a ambos tipos se los denomina, a ambos tipos se los denomina
diodos zéner. Los zéner comerciales disponibles tienen voltajes dediodos zéner. Los zéner comerciales disponibles tienen voltajes de
ruptura desde 1,8V hasta 200V, conruptura desde 1,8V hasta 200V, con tolerancias desde 1% hasta 20%.tolerancias desde 1% hasta 20%.
Característica de RupturaCaracterística de Ruptura.- La fig. 2.- La fig. 2.18 muestra la región polariz.18 muestra la región polarizaciónación
inversa de las curvas características del diodo zéner.inversa de las curvas características del diodo zéner.
RRSe nota que conSe nota que conforme aumentforme aumenta el voltaje inva el voltaje inverso (Verso (V ) la corriente) la corriente
RRinversa (Iinversa (I ) se mantiene muy) se mantiene muy pequeña hpequeña hasta el “coasta el “codo” de la curva. Ado” de la curva. A
la corriente inversa también se la conoce como corriente zéner; lala corriente inversa también se la conoce como corriente zéner; la
ZZresistenciaresistencia interna del zéinterna del zéner, también llaner, también llamada impedancimada impedancia zéner (Za zéner (Z ))
empieza a decrecer mientras la corriente inversa se incrementaempieza a decrecer mientras la corriente inversa se incrementa
rápidamente. Desdrápidamente. Desde lae la parte inferior del codo, el voltaje de rupturaparte inferior del codo, el voltaje de ruptura
ZZzéner (Vzéner (V ) permanece ca) permanece casi constante [asi constante [aunque se incremunque se incrementa ligerameenta ligeramente]nte]
ZZconformeconforme aumentaaumenta la corrila corriente zénente zéner (Ier (I ).).
RegulaciRegulaciónón Zéner Zéner .- La habilidad para mantener constante el voltaje.- La habilidad para mantener constante el voltaje

a través de susa través de sus terminales, es la característica clave del diodo zéner.terminales, es la característica clave del diodo zéner.
Un diodo zéner que opera en la región de ruptura es un regulador deUn diodo zéner que opera en la región de ruptura es un regulador de
voltaje porque mantiene aproximadamente un voltaje constante entrevoltaje porque mantiene aproximadamente un voltaje constante entre
sus terminales, dentro de un rango específico de valores de corrientesus terminales, dentro de un rango específico de valores de corriente
inversa.inversa.
Para mantener al diodo en ruptura, para regulación de voltaje, sePara mantener al diodo en ruptura, para regulación de voltaje, se
ZKZKrequrequiere uiere una corna corrienriente invte inversa míersa mínima (Inima (I ). En la curv). En la curva se pueda se puede vere ver
que cuando se reduce la corriente inversa, por deque cuando se reduce la corriente inversa, por debajo del codo de labajo del codo de la
curva, el voltaje cambia drásticamente y securva, el voltaje cambia drásticamente y se pierde la regulación. Tambiénpierde la regulación. También
M,ZM,Zhayhay unauna corrcorrientiente máxe máxima,ima, II , por, por enciencima dma de lae la cualcual puedpuede dae dañarsñarse ele el
diodo debido al exceso de disipación de energía. Así, básicamente,diodo debido al exceso de disipación de energía. Así, básicamente,
el diodo zéner mantiene un voltaje aproximadamente constante a travésel diodo zéner mantiene un voltaje aproximadamente constante a través
de sus terminales para valores de corriente inversa que varía desdede sus terminales para valores de corriente inversa que varía desde
ZZKK ZZMM ZZTTII hahaststa Ia I . U. Un vn vololtataje zje zénénerer nonomiminanal,l, VV , g, genenereralalmementnte ee espspececifificicadadoo
en la hoja de datoen la hoja de datos a un valos a un valor de corriente inversa denomir de corriente inversa denominada corrientenada corriente
ZTZTzézénener dr de pe pruruebeba,a, II ..
Circuito Equivalente del Zéner Circuito Equivalente del Zéner .- La fig. 2.19 a) muestr.- La fig. 2.19 a) muestra el modelo dea el modelo de
un zéner ideal en ruptura inversa. Tiene unaun zéner ideal en ruptura inversa. Tiene una caída de voltaje constantecaída de voltaje constante
igual al voltaje zéner nominal.igual al voltaje zéner nominal.
Esta caída de voltaje constante está representada por una fuente deEsta caída de voltaje constante está representada por una fuente de
voltaje DC. El diodo zéner en realidad no genera un voltaje fem. Lavoltaje DC. El diodo zéner en realidad no genera un voltaje fem. La
fuente DC, simplemente indifuente DC, simplemente indica que el efecto de ruptura inversa es unca que el efecto de ruptura inversa es un
voltaje constvoltaje constante a través de los terminales del zéner. La fig. 2.19ante a través de los terminales del zéner. La fig. 2.19
b) representa el modeb) representa el modelo práctico de un diodo zéner, en el que se incluyelo práctico de un diodo zéner, en el que se incluye
la impedancia zéner. Puesto que la curva dela impedancia zéner. Puesto que la curva de voltaje no es idealmentevoltaje no es idealmente
ZZvertvertical, un cambioical, un cambio en la cen la corriente zéner,orriente zéner, ÄÄII , prod, produce un puce un pequeñequeño cambo cambioio
ZZde voltaje zéner,de voltaje zéner, ÄÄVV , como, como se muestrase muestra en la fig.en la fig. 2.20. La r2.20. La relaciónelación
ZZ ZZdede ÄÄVV aa ÄÄII , es, es la imla impedapedancia cncia como se espomo se especifecifica en la siica en la siguieguientente
ecuación.ecuación.

ZZ ZTZTNormNormalmealmente,nte, ZZ se esse especipecificafica parapara II , la, la corrcorrientiente dee de prueprueba yba y sese
ZTZTla desla designa cigna como Zomo Z . En la may. En la mayoría doría de los casoe los casos, se ps, se puedeuede asumasumir queir que
ZZZZ es constantees constante en todo el rango len todo el rango lineal de valoineal de valores de corrientres de corriente zénere zéner
y que esy que es puramente resistiva.puramente resistiva.
ZZEjemploEjemplo.- Un diodo.- Un diodo zéner exzéner exhibe un cihibe un cierto cambio enerto cambio en VV para un ciertpara un ciertoo
ZZ ZKZKcambio de Icambio de I en una parte linealen una parte lineal de la curva carade la curva característica entcterística entre Ire I
ZZMM ZZ ZZe Ie I comcomo se mo se muesuestra etra en la fn la fig. 2ig. 2.20.20, don, dondede ÄÄVV = 1= 177mVmV yy ÄÄII = 1= 111mAmA..
¿Cuál es la¿Cuál es la impedancia del zéner?impedancia del zéner?
CircuitosEquivCircuitosEquivalealentesparaentesparaelDiodoZélDiodoZéner ner .- En los circuitos electrónicos.- En los circuitos electrónicos
que utilizan diodos zéner, primero debe determinarse el estado delque utilizan diodos zéner, primero debe determinarse el estado del
zéner pazéner para luego sustituirlo pra luego sustituirlo por unor un modelomodelo apropiado, para poder deduapropiado, para poder deducircir
las otras cantidades deseadas de la red.las otras cantidades deseadas de la red.
Los modelos para el zéner en conducción se muestran en las figs. 2.21Los modelos para el zéner en conducción se muestran en las figs. 2.21
b) y c) para el zéner “real” e “ideal” respb) y c) para el zéner “real” e “ideal” respectivamente. La fig. 2.21ectivamente. La fig. 2.21
e) es el modelo cuando ele) es el modelo cuando el zéner no conduce, definido por unzéner no conduce, definido por un voltajevoltaje
ZZVV > V > 0V, c> V > 0V, con la polaron la polaridad indicadidad indicada en la misma en la misma figura.a figura.

AL DIODO ZÉNER SE NO LAL DIODO ZÉNER SE NO LO UTILIO UTILIZA COMZA COM O DIODOO DIODO
COMÚN, SIEMPRE EN SU CONDICIÓN ZÉNER.COMÚN, SIEMPRE EN SU CONDICIÓN ZÉNER.
APLICACIONES DEL ZÉNER APLICACIONES DEL ZÉNER.- El análisis de los circuitos que utilizan.- El análisis de los circuitos que utilizan
diodos zéner es similar al aplicado en el análisis de los diodosdiodos zéner es similar al aplicado en el análisis de los diodos
semiconductosemiconductores estudiados anteriormente. Lo primero que hay queres estudiados anteriormente. Lo primero que hay que hacerhacer
es determinar el estado del zéner, seguidamente se lo sustituye pores determinar el estado del zéner, seguidamente se lo sustituye por
el modelo apropiado yel modelo apropiado y se determinan las otras cantidades desconocidasse determinan las otras cantidades desconocidas
de la red. Pueden presentarse los siguientes casos.de la red. Pueden presentarse los siguientes casos.
inin L L 11 CASO: V CASO: V yy RR -- ConstantesConstanteserer
Hay que calcular el voltaje en la carga, para eso se considera queHay que calcular el voltaje en la carga, para eso se considera que
no existe el diodo zéner, por lo queno existe el diodo zéner, por lo que se utiliza el método del divisorse utiliza el método del divisor
de voltaje.de voltaje.
[sin el zéner][sin el zéner]
Una vez que se conoce la situación del zéner se lo sustituye con suUna vez que se conoce la situación del zéner se lo sustituye con su
circuito equivalente y se calculan los parámetros deseados. Entonces,circuito equivalente y se calculan los parámetros deseados. Entonces,
ZZsi V < Vsi V < V , el diodo no está c, el diodo no está conduciendo, yonduciendo, y su equivalentesu equivalente es un circuitoes un circuito
ZZabieabierto, como en la fig. 2.23; prto, como en la fig. 2.23; pero sero si Vi V $$ VV , el di, el diodo esodo está en ctá en conduonducciócciónn
ZZy se lo sustituy se lo sustituye por su fueye por su fuente DCnte DC equivalente dequivalente de valor Ve valor V , como en, como en
la fig. 2.24.la fig. 2.24.
## Cuando el voltaje de entrCuando el voltaje de entrada es mayor que el requerido para ponerada es mayor que el requerido para poner
al zéner en su estado de conducción, el voltaje de la carga seal zéner en su estado de conducción, el voltaje de la carga se
REGULADOR ZÉNER BÁSICOREGULADOR ZÉNER BÁSICO
CIRCUITO PARA DETERMINAR ELCIRCUITO PARA DETERMINAR EL
LLVALOR DE VVALOR DE V

ZZmantmantendrendrá ená en VV voltvoltios.ios.
## Cuando el zéner se utiliza como voltaje de referencia, proporcionaCuando el zéner se utiliza como voltaje de referencia, proporciona
un nivel para compararlo con otrosun nivel para compararlo con otros voltajes.voltajes.
LL ZZEn cEn cuyouyo cascaso Vo V = V= V , de d, de dondonde se te se tieniene que quee
La potencia disiLa potencia disipada en el zéner debe ser menor que lapada en el zéner debe ser menor que la potencia máximapotencia máxima
M,ZM,Zqueque puedpuede die disipasipar elr el zénezéner, Pr, P , esp, especifecificadicada pora por el fabel fabricaricante.nte. EsEs
decirdecir
Esto significa que la corriente que debe circular por el zéner enEsto significa que la corriente que debe circular por el zéner en
Z-MZ-Mconconducduccióción debn debe ser me ser menoenor que Ir que I daddada poa por el far el fabribricancante.te.
LOS DIODOS ZÉNER SE UTILILOS DIODOS ZÉNER SE UTILIZAN CON MZAN CON M AYOR FRECUENCIA ENAYOR FRECUENCIA EN
REDES DE REGULACIÓN O COMOREDES DE REGULACIÓN O COMO VOLTAJES DE REFERENCIA.VOLTAJES DE REFERENCIA.
ininEjemploEjemplo.- Par.- Para el cira el circuitcuito con zéo con zéner dner de la fige la fig. 2.2. 2.25, do5, donde Vnde V = 17= 17V;V;
SS LL ZZ MM,,ZZ LL RRSS ZZRR == 110000ÙÙ,, RR == 112200ÙÙ;; VV = 1= 122VV;; PP == 665500mmWW.. DDeetteerrmmiinnaarr:: aa)) VV ,, VV ,, II
ZZ SS LLy Py P . b. b) r) repepetetirir paparara RR = 5= 566ÙÙ yy RR == 222200ÙÙ..
Cálculo del voltaje de carga sin el zéner,Cálculo del voltaje de carga sin el zéner,
de dondede donde

LL ZZPuesPuesto que Vto que V = 9,27= 9,27V < VV < V = 12V, e= 12V, entonntonces, eces, el zénel zéner no conr no conduce y sduce y suu
equivalente es un circuito abierto [fig. 2.26], por tantoequivalente es un circuito abierto [fig. 2.26], por tanto
LLVV = 9= 9,,2727VV
RSRSVV = 1= 17V7V - 9- 9,2,27V7V = 7= 7,7,73V3V
ZZII == 00mmAA
ZZPP == 00mmWW
SS LLb) cb) cuauandndo Ro R = 56= 56ÙÙ yy RR == 222200ÙÙ. Cálculo del voltaje de carga sin el. Cálculo del voltaje de carga sin el
zéner,zéner,
LL ZZDebiDebido a que Vdo a que V = 13,5= 13,55V > V5V > V = 12V= 12V, el z, el zéneréner estáestá en conen conduccducción y suión y su
LLcircuito equivalcircuito equivalente es una fuentente es una fuente DC de 12V ee DC de 12V en paralelo con paralelo con Rn R comocomo
se muestra en la fig. 2.27, esto fija el voltaje de la carga a 12V,se muestra en la fig. 2.27, esto fija el voltaje de la carga a 12V,
por tanto,por tanto,
LL RSRSVV = 1= 122V,V, y Vy V = 1= 17V7V - 1- 12V2V = 5= 5VV
yy
ZZII = 89,29= 89,29mA - 54,5mA - 54,54mA = 34,4mA = 34,74mA74mA, así mism, así mismo,o,

ZZPP == 1122VV xx 34,74mA = 417mW,34,74mA = 417mW,
que es menor queque es menor que la máxima disipación de potencia que soporta el zéner.la máxima disipación de potencia que soporta el zéner.
iinn ZZ SS LL iinn ZZ SSVV == 1155VV,, VV == 99VV,, RR == 2222ÙÙ,, RR == 6688ÙÙ;; VV == 1133VV,, VV == 77,,55VV,, RR == 1155ÙÙ,,
LL iinn ZZ SS LL LL LLRR == 4477ÙÙ;; VV == 2222VV,, VV == 1155VV,, RR == 1188ÙÙ,, RR == 5566ÙÙ. D. Deteterermiminanar:r: VV , I, I ,,
ZZ ZZII ,, PP ..
inin L L 22 CCAASSOO:: VV -- ConstenteConstente,, RR -- Variable Variabledodo
SSEn este cEn este caso Iaso I se mantse mantiene coiene constanstante.nte.
LLPor causa del voltaje zéPor causa del voltaje zéner, hay unner, hay un rango para el cuarango para el cual Rl R [y por tanto[y por tanto
para la corriente de carga] asegura que el zéner permanpara la corriente de carga] asegura que el zéner permanecerá en estadoecerá en estado
LL LLde condude conducciócción. Una Rn. Una R demademasiadsiado pequo pequeña preña producoducirá un voirá un voltajltaje Ve V menomenorr
ZZ LLque Vque V y el zéner pay el zéner pasará al essará al estado dtado de corte corte [abie [abiertoerto]. Una]. Una RR demademasiadsiadoo
ZMZMgrangrande podde podría haría hacer qucer que la core la corrienriente del zte del zéner séner sea mayea mayor que Ior que I ..
LL LL LL ZZCálCálculculo deo deRR MíniMínimama.- R.- R mínmínimaima impimpliclica Ia I máxmáximaima e Ie I mínmínimaima, qu, que oce ocurrurree
LL ZZccuuaannddoo VV == VV ..
LL SS ZZII == II -- II
LL,,mmaaxx SS ZZ,,mmiinn ZZ,,mmiinn ZZKKddee ddoonnddee II == II -- II [[II == II .. 0mA]0mA]
e [constante]e [constante]
ZZ,,mmiinn LL,,mmaaxx SSen el caso ideal Ien el caso ideal I .. 00,, eennttoonncceess,, II == II ,, ppoorr ttaannttoo

, de donde, de donde
LL LL LL ZZCálCálculculo do de Re R MáximaMáxima.- R.- R máxmáximaima impimplilica Ica I mínmínimaima e Ie I máxmáximaima. As. Así mií mismosmo,,
LL SS ZZII == II -- II
LL,,mmiinn SS ZZ,,mmaaxxddee ddoonnddee II == II -- II
[constante] e[constante] e
entonces,entonces,
LLEjemploEjemplo.- Para el circuito de la fig. 2.29 determinar el rango de R.- Para el circuito de la fig. 2.29 determinar el rango de R
LL SSy de Iy de I parapara que eque el zénl zéner se mer se manteantenga enga en conn conduccducción.ión. AsumAsuma que Ra que R ==
ZZ ZZMM iinn4747ÙÙ,, VV == 99VV,, PP == 775500mmWW,, VV == 1166VV..
SoluciónSolución.- [constante].- [constante]
yy
L,minL,minenentotoncnceses,, II == 14148,8,9494mAmA -- 8383,3,33m3mAA == 6565,6,6mAmA
EntoncesEntonces

que serían los límites teóricos, los valores normalizados seríanque serían los límites teóricos, los valores normalizados serían
SS ZZ ZZMM iinn SS ZZ ZZMMRR == 110000ÙÙ,, VV == 1122VV,, PP == 11,,55WW,, VV == 2200VV;; RR == 5566ÙÙ,, VV == 99VV,, PP == 22,,55WW,,
iinn SS ZZ ZZMM iinnVV == 1155VV;; RR == 3333ÙÙ, V, V = 6= 6V,V, PP = 1= 1,2,25W5W, V, V = 1= 12V2V. D. Deteterermiminanar er el rl ranangogo
LLde valoresde valores de Rde R para que elpara que el zéner se mazéner se mantenga en contenga en conducción.nducción.
inin L L 33 CCAASSOO:: VV -- Variable Variable,, RR -- ConstanteConstanteerer
LLCuando RCuando R se mantiene fise mantiene fija, la corrienja, la corriente de carga tambite de carga también es constantén es constante.e.
ininEntoEntonces Vnces V debe tendebe tener un valor ter un valor tan graan grande conde como parmo para manta mantener la conener la conduccducciónión
iinn--mmiinn iinn--mmaaxxddeell zzéénneerr.. EEss ddeecciirr,, ssee ddeebbee ddeetteerrmmiinnaar Vr V y Vy V ppaarraa qquuee eell zzéénneerr
trabaje en la región de regulación.trabaje en la región de regulación.
SS,,mmiinn LL ZZ,,mmiinn ZZ,,mmiinn SS,,mmiinn LLII == II ++ II , p, peerro Io I .. 0mA, I0mA, I .. II
in,minin,minal igualar las ecuaciones y despejando Val igualar las ecuaciones y despejando V
iinn--mmaaxx LLPaParara dedetetermrmininarar VV , h, hayay quque re rececorordadar qr queue II eses coconsnstatantnte,e, lolo quque pe pueuedede

SS ZZ SSvarivariar es Iar es I e Ie I . De. De manemanera qra que Iue I seráserá máximáxima cma cuanduando poo por el zér el zéner cner circuirculele
la máxima corriente, entoncesla máxima corriente, entonces
SS,,mmaaxx LL ZZ,,mmaaxxII == I +I + II ,, ddoonnddee
por tantopor tanto
EjemploEjemplo.- Diseñar un regulador de voltaje que mantenga una salida de 12V.- Diseñar un regulador de voltaje que mantenga una salida de 12V
constante en una carga de 200constante en una carga de 200ÙÙ. La entrada varía entre 15V y 25V. Determinar. La entrada varía entre 15V y 25V. Determinar
SS zz,,mmaaxxeel vl vaalloor ar addeeccuuaaddo do de Re R y ly la ca coorrrriieenntte Ie I ..
SoluciónSolución.- [constante].- [constante]
S,minS,minVV == 1155VV -- 1122VV == 33VV
ZZ,,mmiinn SS,,mmiinn LLen el peor de los casos, Ien el peor de los casos, I .. 00,, ppoorr ttaannttoo II == II == 6600mmAA.. EEnnttoonncceess
,, elel valorvalor normalizadonormalizado eses ,, ademásademás
S,maxS,maxVV == 2255VV -- 1122VV == 1133VV,, ppoorr lloo qquuee
,,
Z,maxZ,maxdede ddononddee II == 227676,6,6mAmA -- 660m0mAA == 212166,6,6mAmA
La potencia máxima que disiparía el zéner,La potencia máxima que disiparía el zéner, seríasería
Z,maxZ,maxPP == 1122VV X X 216,6mA = 3,32W.216,6mA = 3,32W.
El factEl factor de rizor de rizado, anado, antes del retes del regulador segulador se calcula decalcula de la siguiela siguiente manera.nte manera.
La componente DC a la entrada esLa componente DC a la entrada es
rr, y el voltaje de, y el voltaje de rizado Vrizado V = 15V - 25V = 1= 15V - 25V = 10V. Por tanto,0V. Por tanto,
, entonces,, entonces,

ZZAhorAhora, sa, si se ai se asumesume rr = 1,2= 1,255ÙÙ, se puede calcular el factor de rizado en, se puede calcular el factor de rizado en
la carga. Para estola carga. Para esto
ininÄÄVV = 1= 10V0V, p, poror tatantnto,o,
de donde,de donde,
EjemploEjemplo.- Para la fuente de voltaje DC, regulada con zéner, qu.- Para la fuente de voltaje DC, regulada con zéner, que se muestrae se muestra
iinn,,mmiinn iinn,,mmaaxxeenn llaa ffiigg.. 22..3311,, ddeetteerrmmiinnaarr eell rraannggoo ddee vvoollttaajjee ddee eennttrraaddaa [[VV -- VV ]]
que puede aplicarse al circuito, cuya carga varía entre 50que puede aplicarse al circuito, cuya carga varía entre 50ÙÙ y 470y 470ÙÙ; asumir; asumir
SS ZZ ZZ,,mmaaxxRR == 2222ÙÙ.. DDaattooss ddeell zzéénneerr:: VV == 99VV;; PP == 22,,55WW..
iinn,,mmiinn SS,,mmiinn SS ZZSoluciónSolución..-- VV == II xx RR + V+ V
donde ,donde ,
aproximadamenteaproximadamente
in,minin,minppoorr ttaannttoo,, VV == 118800mmAA XX 2222ÙÙ + 9V = 12,96V+ 9V = 12,96V

, donde, donde
por tantopor tanto
in,maxin,maxeennttoonncceess VV == 224411,,44mmAA xx 2525ÙÙ + 9V+ 9V
de dondede donde
EjemploEjemplo.-.- Para ePara el circl circuitouito de la fde la fig. 2.ig. 2.33 se ti33 se tienen lenen los sigos siguienuientes dates datos:tos:
SS ZZ ZZ LL iinnRR == 1100ÙÙ; V; V = 1= 100V;V; rr == 1,1,22ÙÙ;; RR == 3399ÙÙ. Si. Si VV varvaría eía entrntre 12e 12,65,65V yV y 14,14,2V,2V,
SS,,mmiinn SS,,mmaaxx ZZ,,mmaaxx CC LLccaallccuullaarr:: II ,, II ,, PP ,, ãã [en el capacitor],[en el capacitor], ãã [en la carga].[en la carga].
S,minS,min,, AA II == 226655mmAA
S,maxS,max,, AA II == 442299mmAA
, entonces:, entonces:

Z,minZ,minII = 2= 26565mAmA - 2- 25656,4,41m1mA =A = 8,8,5959mAmA [e[el zl zénénerer reregugulala]]
Z,maxZ,maxII == 442200mmAA -- 225566,,4411mmAA == 116633,,5599mmAA
Z,maxZ,maxPP == 116633,,5599mmAA X X 10V = 1,64W10V = 1,64W
De los datos se tiene queDe los datos se tiene que
iinn rrCCÄÄVV = 1= 14,4,2V -2V - 1212,6,65V5V = 1,= 1,5555V = VV = V
[en el capacitor][en el capacitor]
ademásademás
ZZ LLrr 22RR == 11,,22ÙÙ223939ÙÙ .. 1,161,16ÙÙ. Por tanto,. Por tanto,
,,
que corresponde al voltaje de rizado en la cargaque corresponde al voltaje de rizado en la carga
entonces: .entonces: .
iinn LL DDCC,,LL iinn LL DDCC,,LL20V20V ## VV ## 3030V,V, RR = 1= 15050ÙÙ,, VV == 1155VV;; 2200VV ## VV ## 3030V,V, RR = 1= 15050ÙÙ, V, V
iinn LL DDCC,,LL SS MM,,ZZ ZZ= 15V; 20V= 15V; 20V ## VV ## 3030V,V, RR = 1= 15050ÙÙ,, VV == 1155VV.. DDeetteerrmmiinnaarr:: RR yy PP .. VV ==
SS LL MM,,ZZ iinn,,mmiinn iinn,,mmaaxx1212V,V, RR = 2= 277ÙÙ,, RR == 6688ÙÙ,, PP == 775500mmWW,, ddeetteerrmmiinnaarr:: VV yy VV ..
EjemploEjemplo.- Analizar el circuito de la fi.- Analizar el circuito de la fig. 2.34, los diodos son de silicio.g. 2.34, los diodos son de silicio.
Donde:Donde:
11 22C = 2200C = 2200ììff N :N :NN == 77::11
SS LLRR == 1155ÙÙ RR == 4477ÙÙ
ZZ ZZVV == 1122VV rr == 22,,55ÙÙ
Determinar:Determinar:

DC,LDC,LII [[CoCorrrrieientntee DCDC eenn llaa cacargrga]a]
r,Cr,CVV [V[Vololtatajeje dede ririzazadodo sosobrbree elel cacapapacicitotor]r]
CCãã [factor de rizado en el capacitor][factor de rizado en el capacitor]
r,Lr,LVV [V[Vololtatajeje dede ririzazadodo enen lala cacargrga]a]
LLãã [Factor de rizado en la carga][Factor de rizado en la carga]
OO DDCC,,LL ZZSoluciónSolución..-- VV == VV == VV == 1122VV,, eennttoonncceess
L,CL,CLa rLa resiesistestencincia dea de “ca“cargarga = R= R ” qu” que vee ve el cel capaapacitcitor,or, se cse calcalculaula dede lala
siguiente manera.siguiente manera.
LL,,CC SS ZZ LLRR == R +R + rr 22RR enentotoncnceses
L,CL,CRR == 1155ÙÙ + 2,5+ 2,5ÙÙ224747ÙÙ = 17,37= 17,37ÙÙ
SSEl voltajeEl voltaje VV , en el sec, en el secundario delundario del transformadtransformador es:or es:
mmDe modo que el voltDe modo que el voltaje Vaje V , sobre el capacit, sobre el capacitor [diodos de silor [diodos de silicio] esicio] es
mmVV = 23,= 23,23V -23V - 1,2V1,2V = 22,= 22,03V03V
CD,CCD,CPoPor tar tantnto,o, la cla comompoponenentnte DCe DC enen el cel capapacacititoror [V[V ] e] es:s:
yy
El factor de rizado en el capacitor, esEl factor de rizado en el capacitor, es

CC[[ãã = 6,3%]= 6,3%]
LL[[ãã = 1,42%]= 1,42%]
EjemploEjemplo.- Diseñar una fuente de voltaje DC, empleando un rectificador de.- Diseñar una fuente de voltaje DC, empleando un rectificador de
onda completa tipo-puente [diodoonda completa tipo-puente [diodos de silicio], filtro Cs de silicio], filtro C y regulador Zéner,y regulador Zéner,
DDCC,,LL DDCC,,LLquque se satatisisfafagaga lalas ss sigiguiuienentetes cs conondidiciciononeses: V: V == 9V9V; I; I = 2= 25050mAmA, a, asusumimirr
CC PSPSqueque ãã = 7,5% [so= 7,5% [sobre el capbre el capacitacitor]. Cor]. Calcualcular los vlar los valoralores de Ves de V [a la s[a la salidalidaa
SS mmaaxx,,ZZ mmaaxx,,ZZ LLddeell sseeccuunnddaarriioo ddeell ttrraannssffoorrmmaaddoorr]],, RR ,, CC,, II ,, PP yy ãã en la carga [paraen la carga [para
zzestoesto, asu, asuma quma que re r = 1,2= 1,2ÙÙ].].
C,minC,minSoluciónSolución.- C.- Comomo eo el vol voltltajaje míe míninimomo dedel ril rizazadodo [V[V ] ti] tienene que que se ser mer mayayoror ququee
el voltaje DC en la carga [9V], comoel voltaje DC en la carga [9V], como se indica en al fig.se indica en al fig. 2.36; se asumirá2.36; se asumirá
C,minC,minuunn vvaalloorr:: VV == 1111,,6655VV..
Así mismoAsí mismo
rrCC CC,,mmaaxx CC,,mmiinnVV == VV -- VV
dondedonde
rCrCVV == vovoltltajajee dede ririzazadodo sosobrbree elel cacapapacicitotorr

C,maxC,maxVV == vovoltltajajee pipicoco ssobobrere eell cacapapaccititoror
C,mimC,mimVV = v= vololtatajeje mímíninimomo sosobrbre ee el cl capapacacititoror = 1= 12V2V
También se sabe queTambién se sabe que
CCdondedonde ãã = 0,075, entonces= 0,075, entonces
C,maxC,maxrreessoollvviieennddoo VV == 1155,,1133VV..
SS,,mmiinn LLII .. II = 2= 25050mmAA
S,minS,minVV == 1111,,6655VV -- 99VV == 22,,6655VV,, ppoorr ttaannttoo
SSsese escoescogege ,, porqporqueue concon unauna RR == 1212ÙÙ la corriente mínima, que circulala corriente mínima, que circula
SSpor Rpor R no será sufno será suficiente pariciente para que el zéna que el zéner regule.er regule.
,,
Z,maxZ,maxddee aaqquuíí,, II == 661133mmAA -- 225500mmAA,,
Z,maxZ,maxPP == 336633mmAA xx 9V = 3,27W,9V = 3,27W,
LLEn caEn caso de qso de que Rue R se abse abrierriera,a,
Z,maxZ,maxII == 661133mmAA
Z,maxZ,maxPP == 661133mmAA xx 9V = 5,5W9V = 5,5W
También se sabe queTambién se sabe que
DC,CDC,Cdodondnde Ve V = co= compmpononenente cte conontitinunua soa sobrbre ee el cal capapacicitotorr
r,Cr,CVV = v= vooltltajaje de de re rizizadado so soobrbre ee el cl caapapacicitotorr
L,CL,CRR = r= reesisisstetencnciaia dde “e “ccarargaga” q” quue ve ve ee el cl caappacacititoror

r,Cr,CVV = 1= 15,5,1313V -V - 1111,6,65V5V = 3= 3,4,48V8V
L,CL,CRR == 1100ÙÙ + 1,2+ 1,2ÙÙ223636ÙÙ = 11,16= 11,16ÙÙ
al reemplazar estos valores en la ecuación anterior, se tieneal reemplazar estos valores en la ecuación anterior, se tiene
, por tanto, por tanto
r,Lr,LPara ePara el cálcl cálculo deulo del voltl voltaje daje de rizae rizado en ldo en la caa cargrga: Va: V , se ut, se utiliziliza el dia el divisovisorr
de voltaje.de voltaje.
,,
PSPSVV = 1= 15,5,1313V +V + 1,1,2V2V = 1= 16,6,3333VV
,,
,,
Otras Aplicaciones del Zéner Otras Aplicaciones del Zéner .- Se pueden utilizar diodos zéner para generar.- Se pueden utilizar diodos zéner para generar
diferentes voltadiferentes voltajes de referencia, eljes de referencia, el circuito de la fig. 2.37 muestra uncircuito de la fig. 2.37 muestra un

ejemplo con 3-niveles de voltaje que pueden obtenerse con dos zéner.ejemplo con 3-niveles de voltaje que pueden obtenerse con dos zéner.
También se lo puede usar como recortador de onda. La fig. 2.38 muestraTambién se lo puede usar como recortador de onda. La fig. 2.38 muestra
un recortador de picos [positivo y negativo] y la forma deun recortador de picos [positivo y negativo] y la forma de onda de salida.onda de salida.
Reguladores de Voltaje en C. I.Reguladores de Voltaje en C. I.
Regulación de LíneaRegulación de Línea.- Cuando el voltaje DC de entrada [línea] cambia, el.- Cuando el voltaje DC de entrada [línea] cambia, el
regulador de voltaje debe mantener un voltaje de salida aproximadamenteregulador de voltaje debe mantener un voltaje de salida aproximadamente
constante.constante.
LaLa regulación de línearegulación de línea se definese define como el porcecomo el porcentaje de cantaje de cambio en el volmbio en el voltajetaje
de salida para un cambio dado ende salida para un cambio dado en el voltaje de entrada [línel voltaje de entrada [línea]. Generalmentea]. Generalmentee
se expresa en unidades de %/V. Por ejemplo, una regulación de 0,05%/Vse expresa en unidades de %/V. Por ejemplo, una regulación de 0,05%/V
significa que el voltaje de salida cambia 0,05% cuando el voltajsignifica que el voltaje de salida cambia 0,05% cuando el voltaje de entradae de entrada
aumenta o disminuye un voltio. La regulación de línea se calcula con laaumenta o disminuye un voltio. La regulación de línea se calcula con la
siguiente ecuación.siguiente ecuación.
EjemploEjemplo.- Cuando la entrada a un regulador de voltaje disminuye 2,5V, la.- Cuando la entrada a un regulador de voltaje disminuye 2,5V, la
salida disminuyesalida disminuye 0,15V. La salida nomi0,15V. La salida nominal esnal es de 12Vde 12V. Determinar la regula. Determinar la regulaciónción
de línea en %/V.de línea en %/V.

Regulación de CargaRegulación de Carga.- Cuando la cantidad de corrien.- Cuando la cantidad de corriente a través de la cargate a través de la carga
cambia debido a variaciones en la resistencia de carga, el reguladocambia debido a variaciones en la resistencia de carga, el regulador deber debe
mantmantenerener un volun voltaje de salida aproximadataje de salida aproximadamente constante amente constante a través de la carga.través de la carga.
LaLa Regulación de CargaRegulación de Carga se define como el porcentaje de cambio de voltajese define como el porcentaje de cambio de voltaje
en la salida para un cambio dado enen la salida para un cambio dado en la corriente de carga. Una manera dela corriente de carga. Una manera de
expresar la reguexpresar la regulación de carga es clación de carga es como un porcentaje de cambio en la salidaomo un porcentaje de cambio en la salida
sin carga [No-Load = NL] a plena carga [Full-Load = FL], [fig. 2.39].sin carga [No-Load = NL] a plena carga [Full-Load = FL], [fig. 2.39].
De manDe manera alternativa,era alternativa, la regulaciónla regulación de carga sede carga se expresa coexpresa como un pomo un porcenrcentajetaje
de cambio en el voltaje de salida por cada mA de cambio en la corrientede cambio en el voltaje de salida por cada mA de cambio en la corriente
de carga. Por ejemplo, una regulación de carga de 0,02%/mA significa quede carga. Por ejemplo, una regulación de carga de 0,02%/mA significa que
el voltaje de salida cambel voltaje de salida cambia 0,02% cuando la corriente de carga aumenta oia 0,02% cuando la corriente de carga aumenta o
disminuye 1mA.disminuye 1mA.
EjemploEjemplo.- Cierto regulador de voltaje tiene una salida de 15V cuando no.- Cierto regulador de voltaje tiene una salida de 15V cuando no
LLhay corriente de carga (hay corriente de carga (I I = 0). Cuando está a plena corriente de carga= 0). Cuando está a plena corriente de carga
25mA, el voltaje de salida es25mA, el voltaje de salida es 14,8V. Expresar la regulación de voltaje como14,8V. Expresar la regulación de voltaje como
porcentaje de cambiporcentaje de cambio desde sin carga a plena carga y tamo desde sin carga a plena carga y también como porcentajebién como porcentaje
de cambio por cada mA de cambio en la corriente de carga.de cambio por cada mA de cambio en la corriente de carga.
NNLL FFLLV =V = 1155VV yy V =V = 1144,,88VV
La regulación de carga esLa regulación de carga es

Regulación de Carga =Regulación de Carga =
La regulación de carga también puede expresarse comoLa regulación de carga también puede expresarse como
Cuando el cambio deCuando el cambio de la corriente de carga es desde sin carga hasta plenala corriente de carga es desde sin carga hasta plena
carga 25mA.carga 25mA.
Reguladores de Voltaje en Circuito IntegradoReguladores de Voltaje en Circuito Integrado.- Los reguladores de.- Los reguladores de
voltaje en general están constituidos de las siguientes partes básicasvoltaje en general están constituidos de las siguientes partes básicas
relacionadarelacionadas, [aunques, [aunque pueden darse ciertas variaciones], como sepueden darse ciertas variaciones], como se muestramuestra
en la fig. 2.40.en la fig. 2.40.
## MMuueessttrraa [[PPootteenncciióómmeettrroo]]
## RReeffeerreenncciiaa [[ZZéénneerr]]
## CCoommppaarraaddoorr [[TTrraannssiissttoorr]]
## AAmmpplliiffiiccaaddoorr [[TTrraannssiissttoorr]]
## CCoonnttrrooll [[TTrraannssiissttoorr]]
## Protección de sobrecargaProtección de sobrecarga
ReguladoresdeVoltajReguladoresdeVoltajedelaserie78edelaserie78XX XX .- Son reguladores.- Son reguladores de volde voltaje postaje positivitivoo
en circen circuito intuito integraegrado [CI] de tredo [CI] de tres termis terminalesnales, que tienen, que tienen amplia uamplia utilizacióntilización
en aplicaciones prácticas. Poseen las siguientes características.en aplicaciones prácticas. Poseen las siguientes características.

## Corriente de salida hasta 1,5ACorriente de salida hasta 1,5A
## Protección de sobrecarga térmica internaProtección de sobrecarga térmica interna
## Capacidad para alta disipación deCapacidad para alta disipación de potenciapotencia
## Limitación interna de corriente de corto-circuitoLimitación interna de corriente de corto-circuito
DescripciónDescripción.- Esta serie de reguladores de voltaje en CI para voltajes fi.- Esta serie de reguladores de voltaje en CI para voltajes fijos,jos,
está diseñada para un amplio rango de aplicaciones, que incluyen regestá diseñada para un amplio rango de aplicaciones, que incluyen regulaciónulación
en la tarjeta paren la tarjeta para eliminacióa eliminación de ruido y problemn de ruido y problemas deas de distribuciódistribución, asociadosn, asociados
con la regulación en un solo punto. Cada uno de estos reguladores puedecon la regulación en un solo punto. Cada uno de estos reguladores puede
proporcionar hasta 1,5A de corriente de salida. La limitación interna deproporcionar hasta 1,5A de corriente de salida. La limitación interna de
corriente y las características de corte térmico decorriente y las características de corte térmico de estos reguladores losestos reguladores los
hace casi inmunes a lahace casi inmunes a la sobrecarga. Además de usarlos comosobrecarga. Además de usarlos como reguladores dereguladores de
voltaje fijo, a esvoltaje fijo, a estos dispositivos stos dispositivos se los puede usar con compoe los puede usar con componentnentes extes externosernos
para obtener voltajes y corrientpara obtener voltajes y corrientes de salida ajustables y también usarloses de salida ajustables y también usarlos
como elementos paso-de-potencia en reguladores de precisión.como elementos paso-de-potencia en reguladores de precisión.
Opciones DisponiblesOpciones Disponibles
CI N°CI N°
Vo [V]Vo [V]
nominalnominal
Vin(min)Vin(min)
[V[V]]
Vin(max)Vin(max)
[V[V]]
77880055 55 77,,33 2200
77880066 66 88,,33 2200
77880088 88 1100,,55 2233
77888855 88,,55 1100,,55 2255
77881100 1100 1122,,55 2255
77881122 1122 1144,,66 2277
77881155 1155 1177,,77 3300
77881188 1188 2211 3333
77882244 2244 2277,,11 3388
La serie 78XXC se caracteriza por operar en el rango de temperatura deLa serie 78XXC se caracteriza por operar en el rango de temperatura de
0°C a 125°C. El 7805Q y0°C a 125°C. El 7805Q y el 7812Q se caracterizan por operar en el rangoel 7812Q se caracterizan por operar en el rango
de temperatura de -40°C a 125°C.de temperatura de -40°C a 125°C.
Recomendaciones del FabricanteRecomendaciones del Fabricante.- La forma de conectar el regulador de la.- La forma de conectar el regulador de la

serie 78XX, recomendada por el fabricante, se muestra en la fig. 2.42.serie 78XX, recomendada por el fabricante, se muestra en la fig. 2.42.
Cuando un CI está conectado a unos cuantos cm de la fuente no regulada,Cuando un CI está conectado a unos cuantos cm de la fuente no regulada,
la inductancia de los conectores puede producir oscilaciones dentro della inductancia de los conectores puede producir oscilaciones dentro del
11CI. El fCI. El fabricante recomienda elabricante recomienda el uso de uuso de un capacitorn capacitor CC = 0,33= 0,33ììF que seF que se
utilizará si el regulador está ubicado a más de 10cm desde el capacitorutilizará si el regulador está ubicado a más de 10cm desde el capacitor
22del filtro de ldel filtro de la fuentea fuente no regulada y uno regulada y un capacitor Cn capacitor C = 0,1= 0,1ììF que no esF que no es
22necesario para estabilidad, pero que mejora la respuesta transitoria. Cnecesario para estabilidad, pero que mejora la respuesta transitoria. C
debe utilizarse cuando se usen conectores largos para conectar la carga,debe utilizarse cuando se usen conectores largos para conectar la carga,
o cuando la respuestao cuando la respuesta trantransitoria sea crítica. Genersitoria sea crítica. Generalmente son capacitoalmente son capacitoresres
cerámicos tipo disco.cerámicos tipo disco.
Fuente de Voltaje DC Regulada CompletaFuente de Voltaje DC Regulada Completa
Cf = capacitor del filtroCf = capacitor del filtro
En el secundarioEn el secundario del tradel transformadornsformador sese tiene utiene un voltan voltaje aproje aproximadoximado dede
RMSRMS1188VV ..
El rectificador conjuntamente con el filtro capacitivo proporcionan unEl rectificador conjuntamente con el filtro capacitivo proporcionan un

voltaje no reguladvoltaje no regulado de uno de un valor aproximadvalor aproximado de 24V pico, con un rizado deo de 24V pico, con un rizado de
algunosalgunos voltiosvoltios [fig. 2[fig. 2.44], como entrada al re.44], como entrada al reguladgulador. El regor. El regulador entregaulador entrega
DCDCun vun voltoltaje naje nomiominal dnal de 12Ve 12V regregulauladosdos..
PPAARRÁÁMMEETTRROO MMíínn TTííppiiccoo MMááxx UUnniidd
VVOOLLTTAAJJEE DDEE SSAALLIIDDAA 1111,,55 1122 1122,,55 VV
RREECCHHAAZZOO AALL RRUUIIDDOO 5555 7711 ddBB
RREEGGUULLAACCIIÓÓNN DDEE LLÍÍNNEEAA 44 112200 mmVV
RREEGGUULLAACCIIÓÓNN DDEE CCAARRGGAA 1122 112200 mmVV
CCOORRRR.. SSAALLIIDDAA EENN CC..CC.. 335500 mmA A
CCOORRRR.. PPIICCOO DDEE SSAALLIIDDAA 22,,22 A A
VVOOLLTTAAJJEE DDEE DDIIFFEERREENNCCIIAA 22,,00 VV
RREESSIISSTTEENNCCIIAA DDEE SSAALLIIDDAA 1188 mmÙÙ
Parámetros ImportantesParámetros Importantes
Voltaje de Salida Voltaje de Salida.- El voltaje de salida típico es.- El voltaje de salida típico es de 12V, pero, en un mismode 12V, pero, en un mismo
lote, plote, pueden haberueden haber variacionesvariaciones entre unentre un mínimo demínimo de 11,5V y un máximo de 1211,5V y un máximo de 12,5V.,5V.
RechazoaRechazoalRuidlRuidoo.- Es.- Es el logaritmo base-10 de la relacel logaritmo base-10 de la relación de voltaje de rizadoión de voltaje de rizado
de la entrada con respecto al dede la entrada con respecto al de la salida multiplicado por 20, sus unidadela salida multiplicado por 20, sus unidadess
son decibelios.son decibelios.
Regulación de LíneaRegulación de Línea.- La variación del.- La variación del voltaje de salida [para variacionesvoltaje de salida [para variaciones
del voltaje de ladel voltaje de la línelínea] nora] normalmente es de 4mV, pero pumalmente es de 4mV, pero puede llegar a un máxede llegar a un máximoimo
de 120mV.de 120mV.
Regulación de CargaRegulación de Carga.- La variación del voltaje.- La variación del voltaje de salidade salida [para variaciones[para variaciones
de la corriente de carga] normalde la corriente de carga] normalmente es de 12mV, pero puede llegamente es de 12mV, pero puede llegar a unr a un
máximo de 120mV.máximo de 120mV.
CorrientedeSalidaenCortoCircuitoCorrientedeSalidaenCortoCircuito.- La cantidad de corriente máxima se limita.- La cantidad de corriente máxima se limita
a 350mA, si existe un corto circuito o por un componente defectuoso.a 350mA, si existe un corto circuito o por un componente defectuoso.
CorrientePicodeSalidaCorrientePicodeSalida.- Indica que por breves espacios de tiempo la corriente.- Indica que por breves espacios de tiempo la corriente
puede llegar a ser de hasta 2,2A.puede llegar a ser de hasta 2,2A.
DiferenciDiferencia de Va de Voltajeoltaje.- La diferencia de voltaj.- La diferencia de voltaje normalmente es de 2V, es lae normalmente es de 2V, es la
mínima diferencia de voltaje amínima diferencia de voltaje a través de los terminales detravés de los terminales de entrada-salientrada-salidada
que debe mantenerse para que elque debe mantenerse para que el CI funcione como regulador.CI funcione como regulador.

ResistenciResistenciadeSalidadeSalidaa.- Es la resistencia que ve la carga en la fuente. Idealmente.- Es la resistencia que ve la carga en la fuente. Idealmente
es un corto circuito.es un corto circuito.
EjemploEjemplo.- Determinar el valor máximo de la corriente de carga al que se.- Determinar el valor máximo de la corriente de carga al que se
mantiene la regulación para el circumantiene la regulación para el circuito de la fig. 2.45, donde Cf = 220ito de la fig. 2.45, donde Cf = 220ììf.f.
rrVV = 24,= 24,26V -26V - 14,614,6V = 9,V = 9,66V66V
, despejando de aquí, despejando de aquí
DDCC,,LL rrII == 22VV CCff == 22 X X 9,66V9,66V X X 220220 X X 1010 FF X X 60Hz = 255mA60Hz = 255mA-6-6
L,minL,mino lo lo qo queue ees ls lo mo misismomo, R, R = 1= 12V2V/0/0,,25255A5A = 4= 477ÙÙ
EjemploEjemplo.- Para el circuito de la fig. 2.47, determinar el voltaje de rizado.- Para el circuito de la fig. 2.47, determinar el voltaje de rizado
LL ff CCen len la saa salidlida. Ra. R = 15= 15ÙÙ, C, C = 2= 2202000ììF [capaF [capacitocitor del filtr del filtro], Vro], V = 25V y e= 25V y ell
rechazo al rizado es 70db.rechazo al rizado es 70db.

DC,LDC,LVV == 1155VV,, eennttoonncceess
r,Cr,CVolVoltajtaje de de re rizaizadodo sobsobrere elel capcapaciacitortor [V[V ]]
, por tanto, por tanto
, el rechazo al rizado, el rechazo al rizado
sese definedefine comocomo [dB],[dB], dede donde,donde,
70dB70dB == 20dB20dB ,, resolviendoresolviendo,, sese tienetiene
r,Lr,LVV = 1,= 1,2mV2mV y ey el fal factoctor dr de rie rizadzado eo en lan la cacargarga serseráá
Reguladores de Voltaje AjustableReguladores de Voltaje Ajustable.- El CI-LM317 [LM337 para voltajes.- El CI-LM317 [LM337 para voltajes
negativos] es un ejemplo de circuito integnegativos] es un ejemplo de circuito integrado de un regulador de voltajerado de un regulador de voltaje
positivo, que tiene tres terminales con voltaje de salida ajustable [desdepositivo, que tiene tres terminales con voltaje de salida ajustable [desde
1,2V hasta 37V, y hasta 1,5A]. Normalment1,2V hasta 37V, y hasta 1,5A]. Normalmente no requieren capacitores a menose no requieren capacitores a menos
que el regulador esté a másque el regulador esté a más de 15cm del capacitor delde 15cm del capacitor del filtro, en cuyo casofiltro, en cuyo caso
se requiere un capacitor bypass. Parase requiere un capacitor bypass. Para mejorar la respuesta transitoria,mejorar la respuesta transitoria,
se añade un capacitor opcional a la salida. Para lograr una relación dese añade un capacitor opcional a la salida. Para lograr una relación de
rechazo al rizado [muy difícil de conseguir con reguladrechazo al rizado [muy difícil de conseguir con reguladores de 3-terminalesores de 3-terminales
normanormalizadlizados], sos], se puede usar une puede usar un capacitor bycapacitor bypass en parapass en paralelo con ellelo con el terminalterminal
de ajuste.de ajuste.

La fig. 2.48 muestra la distribución de terminales [pines] y la formaLa fig. 2.48 muestra la distribución de terminales [pines] y la forma
de conexión recomendada por el fabricante, así como las ecuaciones parade conexión recomendada por el fabricante, así como las ecuaciones para
el cálculo del voltaje deel cálculo del voltaje de salida.salida.
Por tantoPor tanto
outoutEjemploEjemplo.- Para el circuito de la fig. 2.49 determinar el rango de.- Para el circuito de la fig. 2.49 determinar el rango de V V ..
11 22ConConsidsideraerar Rr R = 22= 2200ÙÙ, R, R un poun potenctenciómeiómetro dtro de 5Ke 5KÙÙ..
22 OOuuttCuCuanandodo RR = 0= 0ÙÙ,, VV == 11,,2255VV
22CuCuanandodo RR = 5= 5KKÙÙ,,

Es decir que el rango de voltajes DC esEs decir que el rango de voltajes DC es
Ejercicios PropuestosEjercicios Propuestos
1.1. DiseDiseñar unñar una fuena fuente de vte de voltaoltaje DCje DC utilutilizanizando undo un rectrectificificador dador de medie mediaa
DDCC,,LL DDCC,,LLoondndaa yy ffililtrtroo CC.. LaLass eespspececifificicacacioioneness ssonon:: VV == 9V9V;; II == 110000mAmA yy
mmãã = 3,5%. Det= 3,5%. Determinar loserminar los valores devalores de C y VC y V . ¿Cuál es la corrient. ¿Cuál es la corriente dee de
pico del diodo? Diodo de silicio.pico del diodo? Diodo de silicio.
inin2.2. Para ePara el circl circuito duito de la fige la fig. 2.5. 2.50 se0 se tientienen los sen los siguiiguienteentes datos datos: Vs: V
= 30Vsen(= 30Vsen(ùùt), f =t), f = 60Hz, las tres resistencias tiene60Hz, las tres resistencias tienen un mismo valorn un mismo valor
LLigual a 1,8Kigual a 1,8KÙÙ. Dibujar las. Dibujar las formas de ondaformas de onda en la entradaen la entrada y en Vy en V , y, y
calcular el valor RMS y la componente DC en la carga, a) para diodoscalcular el valor RMS y la componente DC en la carga, a) para diodos
ideales; b) para diodos de silicio, en este caso, también calcule elideales; b) para diodos de silicio, en este caso, también calcule el
tiempo de conducción de los diodos.tiempo de conducción de los diodos.
3.3. DiseDiseñar uñar una funa fuenteente de vode voltaje DC empltaje DC empleanleando undo un rectrectificificadorador de onde ondada
completacompleta tipo-puentipo-puente y filtte y filtro C, quero C, que satisfasatisfaga las sga las siguieiguientes contes condicionendiciones:s:
DDCC,,LL DDCC,,LL PPSSVV = 1= 10V0V; I; I = 2= 25050mmA.A. UtUtililicice ue un rn reegugulaladodor cr conon ZéZénener.r. AAsusumama quque Ve V
RMSRMS[a l[a la saa salidalida deldel secusecundarndario dio del tel transransformformadorador] es] es de 15de 15VV . Ca. Calcullcularar
SS mmaaxx,,ZZ mmaaxx,,ZZllooss vvaalloorreess ddee RR ,, CC,, II ,, PP yy ãã en la carga [paraen la carga [para esto último, asumaesto último, asuma
zzrr == 11,,22ÙÙ]. Los diodos son de silicio.]. Los diodos son de silicio.
4.4. Un reUn rectictificficadoador de medr de media ondia onda con fia con filtrltro capo capaciacitivo, tiene los siguientivo, tiene los siguientestes
mm LLvalovalores:res: VV = 25V= 25V, C =, C = 220220ììFF y Ry R = 1= 1KKÙÙ, (diodo de silicio). Calcular, (diodo de silicio). Calcular
DDCC,,LL DDCC,,LLllooss vvaalloorreess ddee:: VV ;; II ;; ãã; la corriente pico en el diodo, el ángulo; la corriente pico en el diodo, el ángulo
de conducción del diodo y el VPI.de conducción del diodo y el VPI.
5.5. DiseDiseñar unñar una fuena fuente de vte de voltaoltaje DCje DC utilutilizanizando undo un rectrectificificador dador de medie mediaa
DDCC,,LL DDCC,,LLoondnda ya y fifiltltroro CC. L. Laass esespepecicifificacaciciononeses soson:n: VV = 9= 9VV; I; I = 1= 10000mAmA yy ãã

mm= 0,05. Deter= 0,05. Determinar los valores de C y Vminar los valores de C y V . ¿Cuál es. ¿Cuál es la corrientla corriente de picoe de pico
del diodo? a) Suponga diodo ideal; b) diodo de silicio.del diodo? a) Suponga diodo ideal; b) diodo de silicio.
6.6. DiseDiseñar uñar una fuena fuente dnte de polae polarizarizaciónción emplempleandeando un recto un rectificificador de oador de ondanda
completa con transformador con toma central y filtro C, que satisfagacompleta con transformador con toma central y filtro C, que satisfaga
DDCC,,LL DDCC,,LLllaas ss siigguuiieennttees cs coonndidiccioionneess: V: V = 1= 188VV; I; I == 222200mmA yA y ãã = 0,01.= 0,01.
mmEspecificaEspecificar los valorer los valores de Vs de V , y C. Asuma diodo, y C. Asuma diodos de silicios de silicio. Determine. Determine
el VPI y la corriente pico de losel VPI y la corriente pico de los diodos.diodos.
7.7. Se dSe deseesea disa diseñaeñar unr una fuea fuentente de vode voltaltaje DC con un rectificadje DC con un rectificador tipo-puentor tipo-puentee
con uncon un filtfiltro coro con capacitor de entrada. Las espn capacitor de entrada. Las especificaciones son:ecificaciones son: VoltajeVoltaje
DDCC ppppenen lala cacargrga 12a 12VV y uny un ririzazado ddo de 1e 1VV cocon un unana cacargrga da de 56e 5600ÙÙ; ¿qué valor; ¿qué valor
RMSRMSde Vde V debedebe prodproducirucir el del devanevanadoado secusecundarndario pio paraara un vun voltaoltaje dje de líe líneanea
RMSRMSde 1de 120V20V ? ¿d? ¿de que qué valé valor deor debe sebe ser el cr el capacapacitoritor? ¿Cu? ¿Cuál esál es la cola corrierrientente
de carga y el VPI dede carga y el VPI de los diodos? Determine la corriente pico en loslos diodos? Determine la corriente pico en los
diodos.diodos.
8.8. DiseDiseñar uñar una funa fuente de voltente de voltaje Daje DC empC empleanleando undo un rectrectificificadorador de onde ondada
complcompleta tipeta tipo-pueo-puente y filtronte y filtro C, que satC, que satisfaga laisfaga las siguiens siguientes condtes condicioneiciones:s:
DDCC,,LL DDCC,,LLVV = 1= 12V2V; I; I = 2= 2550m0mA.A. UUtitililicece unun rregegululadadoror cconon ZZénénerer. E. Esspepecicifificacarr
pp LLlos valos valorelores de Vs de V (a la sal(a la salida del sida del secunecundaridario del trao del transfonsformadrmador), Ror), R ,,
SS mmaaxx,,Z mZ maaxx,,ZZ zzRR ,, CC,, II ,, PP yy ãã en laen la cargcarga (aa (asumasuma rr = 2,5= 2,5ÙÙ). Los diodos son de). Los diodos son de
silicio. Asuma un voltaje desilicio. Asuma un voltaje de rizado adecuado sobre el filtro [V,maxrizado adecuado sobre el filtro [V,max
y V,mim].y V,mim].
9.9. ¿Cuá¿Cuáles serían lles serían las veas ventajntajas das de utie utilizalizar unr un regureguladolador enr en circcircuitouito
integrado, en comparación con uno de diodo Zéner?integrado, en comparación con uno de diodo Zéner?
10.10. En un ciEn un circuircuito con fito con filtro cltro con capon capacitacitor, el faor, el factor de rictor de rizado mzado mejorejoraa
con: (Una sola respuesta)con: (Una sola respuesta)
a) cargas altas y capacitor bajoa) cargas altas y capacitor bajo GG
b) cargas altas y capacitor altob) cargas altas y capacitor alto GG
c) cargas bajas y capacitor bajoc) cargas bajas y capacitor bajo GG
d) cargas bajas y capacitor altod) cargas bajas y capacitor alto GG
Carga se refiere a la corriente que circula por la resistencia de salida.Carga se refiere a la corriente que circula por la resistencia de salida.
11.11. En un cirEn un circuitcuito con recto con rectificificador de ondador de onda compla completa [tieta [tipo-ppo-puentuente, dioe, diodosdos
PP 11de silicio] y filtde silicio] y filtro C, se tienen lro C, se tienen los siguienos siguientes datos: Vtes datos: V = 15V,= 15V, èè
rr= 82°; V= 82°; V (RMS) = 150(RMS) = 150mV (voltajemV (voltaje eficaz de reficaz de rizado, en lizado, en la carga).a carga).
DC,LDC,LDetDetermermineine: a: a) L) La ca compomponeonentente DCDC enen la cala carga (Vrga (V ); b) s); b) si si se de deseesea ea entrntregaegarr
DCDC LL100m100mAA a laa la cargcarga, da, detereterminaminar C yr C y RR y la coy la corrierriente pnte pico eico en losn los dioddiodos.os.
12.12. En un ciEn un circuircuito con recto con rectifitificadocador de onda comr de onda completpleta (tipa (tipo puento puente) y file) y filtrotro
11 rrC, se tienen los siguientes datos:C, se tienen los siguientes datos: èè = 85°= 85°; V; V (RMS(RMS) = 22mV () = 22mV (voltvoltajeaje

DC,LDC,Lefieficazcaz de rde rizaizado)do). De. Deterterminmine: ae: a) Co) Compomponennente Dte DC en lC en la caa carga (rga (VV ); b); b))
TT DCDCVV (RMS(RMS) () (VoltVoltaje eaje eficaficaz totz total);al); c) Sic) Si se dese desea esea entrentregar 1gar 100mA00mA a laa la
LLcargcarga, dea, determterminarinar C y RC y R ..
iinn((mmiinn)) iinn((mmaaxx))1133.. DDeetteerrmmiinnaarr eell rraannggoo ddee vvaarriiaacciióónn ddeell vvoollttaajjee ddee eennttrraaddaa [[VV yy VV ]]
que se debe aplicar a un circuito regulador con zéner, cuya carga varíaque se debe aplicar a un circuito regulador con zéner, cuya carga varía
SS ZZ zz((mmaaxx))entre 100entre 100ÙÙ y 1Ky 1KÙÙ y cuy cuyaya RR eses 101000ÙÙ. Dato. Datos del zs del zéneréner: V: V = 10V;= 10V; PP
Z(min)Z(min)== 22WW;; II == 22,,55mmAA..
inin14.14. Para ePara el circl circuito duito de la fig. 2e la fig. 2.51 s.51 se tiee tienen lnen los sigos siguienuientes dates datos: Vtos: V
= 60Vsen(= 60Vsen(ùùt), f =t), f = 60Hz, las tres resistencias tienen un mismo valor60Hz, las tres resistencias tienen un mismo valor
LLigual a 1,2Kigual a 1,2KÙÙ. Dibujar las for. Dibujar las formas de onmas de onda en la enda en la entradtrada y en Va y en V , y, y
calcular el voltaje RMS y la componente DCcalcular el voltaje RMS y la componente DC en la carga, a) para diodosen la carga, a) para diodos
ideales; b) para diodos de silicio, en este caso, también calcule elideales; b) para diodos de silicio, en este caso, también calcule el
tiempo de conducción de los diodos.tiempo de conducción de los diodos.
D:...ELECTRÓNICADE_Cp2.wpdD:...ELECTRÓNICADE_Cp2.wpd
Revisión:Revisión: FebreroFebrero -- 20102010

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