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Calculadora de diodo Zener

Diseñe un regulador Zener en derivación desde los extremos de entrada y carga, seleccione una resistencia en serie práctica y verifique su Zener y la disipación de la resistencia.

Rango de voltaje de entrada

V
V

Modelo Zener

V
Regulador en derivación Zener con una fuente de entrada, resistencia en serie, diodo Zener y carga en paralelo

Ecuaciones

RS,max=Vin,min−VZIL,max+IZ,minR_{S,max}=\dfrac{V_{in,min}-V_Z}{I_{L,max}+I_{Z,min}}
RS,min=Vin,max−VZIL,min+PZ,rated/VZR_{S,min}=\dfrac{V_{in,max}-V_Z}{I_{L,min}+P_{Z,rated}/V_Z}
IZ=Vin−VZRS−ILI_Z=\dfrac{V_{in}-V_Z}{R_S}-I_L

Resistencia en serie bajo prueba

Ventana de resistencia nominal segura106.295 Ω – 262.857 Ω
Resistencia preferida sugerida240 Ω
Resistencia en serie seleccionada240 Ω
Corriente Zener en la esquina de regulación7.381 mA
Disipación Zener máxima221.447 mW
Clasificación de resistencia recomendada1 W
Verificación de regulaciónRegulación mantenida

La esquina de baja entrada y carga completa aún deja la corriente Zener solicitada con la resistencia en su tolerancia positiva.

Comprobación térmica ZenerDentro de la potencia nominal

La disipación Zener de carga mínima y alta entrada permanece dentro de la clasificación ingresada con la resistencia en su tolerancia negativa.

Verificación de resistencia seleccionadaDentro de la ventana segura

Este valor seleccionado satisface las dos verificaciones del peor caso de CC en este modelo.

Análisis del rincón operativo

La primera fila utiliza la tolerancia de resistencia positiva para probar la regulación con entrada baja y carga completa. El segundo utiliza la tolerancia negativa para probar la disipación Zener con una entrada alta y una carga mínima.

Configuración lista
CondiciónVinILRSIRIZPZPRVout
Regulación: entrada baja/carga completa12 V20 mA252 Ω27.381 mA7.381 mA37.643 mW188.929 mW5.1 V
Térmica: entrada alta/carga mínima15 V0 nA228 Ω43.421 mA43.421 mA221.447 mW429.868 mW5.1 V

Este es un cálculo ideal del regulador de derivación de CC. Antes del lanzamiento, verifique la tolerancia Zener, la impedancia dinámica, el coeficiente de temperatura, la reducción del paquete, el voltaje de trabajo de la resistencia, la corriente de arranque y sobretensión y las condiciones de falla en las hojas de datos elegidas. Calculadora de resistencia serie/paralelo

Guía del regulador en derivación

Dimensione un diodo Zener frente a los dos peores casos reales

Un diodo Zener y una resistencia en serie pueden proporcionar una referencia o un pequeño suministro regulado. Seleccionarlo no es sólo una división de voltaje: la carga máxima puede colapsar la corriente Zener, mientras que una carga ligera puede concentrar demasiada disipación en el diodo.

Método y supuestos

La herramienta modela un Zener conectado como una derivación después de una resistencia en serie. En Vin mínimo y IL máximo, verifica que la corriente Zener restante alcance la corriente de rodilla ingresada con la resistencia en tolerancia positiva. En Vin máximo y IL mínimo, verifica que el exceso de corriente con tolerancia de resistencia negativa permanezca dentro de la clasificación del diodo. El valor propuesto es la resistencia de la serie E más grande dentro de esa ventana nominal: limita el desperdicio de corriente sin renunciar a la regulación en el peor de los casos.

Datos de entrada que verificar

Rango de voltaje de entrada

Utilice los límites que el circuito realmente ve, incluida la tolerancia del suministro, el estado de la batería, la ondulación lenta y cualquier sobretensión sostenida relevante. La tensión nominal por sí sola no es suficiente.

Zener y corrientes de carga

La corriente Zener mínima debe provenir de la curva de la hoja de datos o de la región de regulación, no solo de su corriente de prueba. Para una carga que puede desconectarse o suspenderse, establezca el IL mínimo en cero.

Potencia nominal y paquete

Introduzca la potencia permitida en las condiciones térmicas reales. La clasificación principal de un diodo a menudo se especifica para un área de cobre, temperatura ambiente o duración del pulso en particular.

Procedimiento recomendado

  1. 1Introduzca los límites mínimo/máximo de entrada y carga, VZ nominal, corriente Zener mínima y la potencia nominal del componente.
  2. 2Elija una serie E y aplique la resistencia propuesta, o pruebe el valor realmente disponible en su lista de materiales.
  3. 3Lea ambas filas del peor de los casos y luego confirme las tolerancias, el calentamiento, las sobretensiones y las fallas con las hojas de datos elegidas.

Ejemplo comprobable

Con Vin de 12 a 15 V, un Zener de 5,1 V y 0,5 W, IZ min = 5 mA, una carga de 0 a 20 mA y una resistencia del 5 %, la ventana nominal segura es de aproximadamente 106 a 263 Ω. El valor E24 de 240 Ω deja aproximadamente 7,4 mA en el Zener a 12 V / 20 mA con 252 Ω, y disipa aproximadamente 221 mW en él a 15 V / 0 mA con 228 Ω.

Límites a tener en cuenta

Este es un modelo de CC que supone que VZ es constante una vez que se alcanza la corriente mínima. No modela la impedancia dinámica, la dispersión VZ, la temperatura, el ruido, la estabilidad capacitiva, los pulsos, la irrupción ni el comportamiento de salida corta. Una derivación Zener se adapta principalmente a potencias bajas; Un regulador o convertidor en serie suele ser más eficiente cuando la carga varía mucho.

Preguntas frecuentes

¿Por qué es tan importante la carga mínima?

Cuando la carga consume menos, casi toda la corriente a través de la resistencia en serie puede fluir en el Zener. Esta suele ser la condición que fija su máxima disipación.

¿Puedo utilizar VZ nominal como salida precisa?

No sin analizar la hoja de datos. VZ se especifica en una corriente de prueba y cambia con la corriente, la temperatura, la tolerancia y el ruido. Para obtener una referencia precisa, prefiera una referencia de voltaje o un regulador diseñado para esa función.

Referencias para consultar

  • Referencias del método: hoja de datos de Zener elegida (curva I-V, VZ en temperatura, potencia y reducción de potencia), valores preferidos de IEC 60063 y características de sobrecarga de la resistencia en serie.

Contenido educativo original, revisado por última vez el 20 de agosto de 2026. Antes de fabricar o poner en marcha el circuito, compruebe las hojas de datos, las normas aplicables y su diseño.