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Los diodos Zener resultan útiles para proporcionar un voltaje de referencia (vea el esquema en la Figura 4-5). Observe que el símbolo del diodo Zener es ligeramente distinto y presenta unos pequeños trazos en la parte del cátodo.

Figura 4-5. Uso de un diodo Zener para proporcionar un voltaje de referencia.

La resistencia R limita el flujo de corriente que atraviesa el diodo Zener. Siempre se da por hecho que esta corriente es muy superior a la que fluye hacia una carga a través del diodo.

Este circuito solo está bien adaptado para proporcionar un voltaje de referencia. Un voltaje de referencia proporciona un voltaje estable pero con casi ninguna corriente. Por ejemplo, cuando el circuito se usa con un transistor como en el Ejercicio 7.4. Así pues, una resistencia con un valor de 1 kΩ permitiría, con un Vin de 12 V, el paso de una corriente de:

El voltaje de salida se mantendría aproximadamente en 5 V con independencia del valor de Vin, siempre y cuando sea superior a esos 5 V. Para comprender cómo sucede esto, imaginemos que el voltaje que atraviesa el diodo Zener es inferior al voltaje de ruptura de 5 V. La resistencia del Zener será alta, como también lo será el voltaje que lo atraviese a causa del efecto divisor de voltaje de R, y en el Zener será superior al voltaje de ruptura. En este punto, como se ha superado el voltaje de ruptura, el diodo conducirá la electricidad y bajará el valor de Vout a 5 V. Si cae por debajo de ese valor, el diodo se apagará y el valor de Vout volverá a subir.

Los diodos Zener también se utilizan para proteger componentes electrónicos sensibles de los picos de alta tensión ocasionados por descargas estáticas o por equipos conectados incorrectamente. La Figura 4-6 muestra cómo una entrada a un amplificador, que no se espera que supere los ±10 V, se puede proteger de los altos voltajes tanto positivos como negativos. Cuando el voltaje de entrada queda dentro del rango permitido, el Zener opondrá una gran resistencia y no interferirá con la señal de entrada, pero, tan pronto como el voltaje se exceda en cualquier sentido, el Zener conducirá el exceso de tensión a tierra.

Figura 4-6. Protección de sobretensiones en las entradas.