Diodo de unión PN vs diodo Zener: diferencia y comparación

Nuestro mundo cambió con el descubrimiento de la electricidad, hacemos nuestra palabra fácilmente y eso nos da más tiempo para pensar e inventar cosas nuevas. Muchos dispositivos eléctricos y electrónicos que nos rodean surgen unos pocos períodos después de la electricidad.

Del mismo modo, los diodos son una parte pequeña pero muy importante de todos los equipos electrónicos que la mayoría de la gente desconoce. Hay muchos tipos de diodos, como el diodo de unión PN y el diodo Zener.

Puntos clave

1. Un diodo de unión PN es un dispositivo semiconductor que conduce la corriente en una sola dirección. Por el contrario, un diodo Zener es un diodo de unión PN especial que permite que la corriente fluya en ambas direcciones y regula el voltaje.
2. Los diodos de unión PN se utilizan en diversos dispositivos electrónicos, incluidos rectificadores, osciladores y amplificadores, mientras que los diodos Zener se utilizan en circuitos de protección y regulación de voltaje.
3. Los diodos de unión PN y los diodos Zener tienen diferentes características y aplicaciones, y su selección depende de las necesidades específicas del circuito electrónico diseñado.

Diodo de unión PN vs diodo Zener

Un diodo de unión PN es un dispositivo que permite que la corriente fluya en una sola dirección. Cuando la corriente fluye en la dirección opuesta en el diodo de unión PN, provoca daños. Los semiconductores utilizados en la fabricación de diodos de unión pn son de silicio o de germanio. Los diodos Zener permiten el flujo de corriente en ambas direcciones. En un diodo Zener, la dirección de la corriente puede ser directa o inversa.

El diodo de unión PN es como un diodo simple que permite el flujo de electrones en una sola dirección. Se fabrica utilizando semiconductores como el silicio o el germanio. En este diodo, la capa P del semiconductor se une a la capa N del semiconductor mediante el método de aleación. Se utiliza como rectificador, multiplicador de voltaje, etc.

En contraste, el diodo Zener es un diodo que permite el flujo de corriente tanto en dirección directa como inversa. Está hecho con semiconductores como el silicio.

Tiene uniones altamente dopadas. El voltaje de ruptura de los diodos Zener es comparativamente más bajo y se conoce como voltaje Zener. Se utiliza como estabilizador de voltaje.

Tabla de comparación

Parámetros de comparación	Diodo de unión PN	Diodo Zener
Definición	Es un tipo de diodo que permite el flujo de corriente en una sola dirección.	Es un tipo de diodo que permite el paso de corriente en ambos sentidos.
Nivel de dopaje	No está muy dopado, ya que permite la corriente solo en condiciones de ruptura directa.	Es un diodo altamente dopado, ya que también se usa en condiciones de polarización inversa.
Cortocircuito	El voltaje de ruptura es comparativamente más alto.	El voltaje de ruptura es comparativamente más bajo.
Ley de Ohm	Obedece la Ley de Ohm.	No obedece la Ley de Ohm.
Aplicación	Se utiliza como rectificadores de tensión.	Se utiliza como estabilizadores de tensión.

¿Qué es el diodo de unión PN?

El diodo de unión PN es un tipo de diodo que permite el flujo de corriente en una sola dirección. No resiste la corriente mientras va hacia adelante, pero cuando la corriente retrocede, aumenta su resistencia, impidiendo que la corriente vaya en la dirección opuesta.

Está hecho de semiconductores como el silicio y el germanio. La capa P del semiconductor se coloca sobre el semiconductor de capa N para formar un diodo de unión PN.

En la primera capa del semiconductor, los agujeros son el portador principal, mientras que los electrones son el portador principal en la segunda capa del semiconductor.

Ambas capas no solo están conectadas mediante un método de acoplamiento simple, sino que utilizan un proceso tecnológico muy complicado. Como hay más electrones en la capa N, después de la conexión, hay una difusión de huecos y electrones.

Los electrones se mueven de la capa N a la P, y los huecos se mueven de la capa P a la N para tener la misma concentración en ambos lados.

El diodo de unión PN se representa mediante un diagrama. En ese diagrama, hay una punta de flecha conocida como ánodo y una barra en ella conocida como cátodo.

Todas estas cosas están representadas en una línea recta. Tiene diversos usos y aplicaciones en equipos electrónicos. Se utiliza como rectificador, multiplicador de tensión, formador de ondas, etc.

¿Qué es el diodo Zener?

El diodo Zener aparece como un tipo especial de diodo que permite el flujo de electrones en ambas direcciones. Tiene una unión p y n altamente dopada.

Permite que la corriente fluya hacia atrás cuando el voltaje cruza un cierto valor. Este cierto valor se conoce como voltaje de ruptura o voltaje Zener.

El efecto Zener fue descubierto en 1934 por el físico estadounidense Clarence Zener cuando estudiaba la ruptura de voltaje en aislante propiedades.

Por lo tanto, este efecto Zener recibió su nombre, y el diodo Zener funciona con el efecto Zener. Habla sobre el voltaje de ruptura del diodo, que es comparativamente bajo en este diodo y se conoce como voltaje Zener.

Está hecho de silicio y la concentración de iones se encuentra mayormente en el material del diodo.

Cada vez que la corriente pasa de este diodo, la capa de agotamiento entre la unión se reduce y, debido a esto, la campo eléctrico aumenta la concentración.

Un aumento en el voltaje conduce a que los iones de electrones se dirijan hacia la región de agotamiento para volverla conductora.

Tiene su aplicación en diversos equipos electrónicos y es parte esencial de los circuitos eléctricos.

Se utiliza en lugares donde los voltajes varían ya que puede proporcionar un voltaje constante a la carga. Por lo tanto, se utiliza protector contra sobretensiones y estabilizador de voltaje.

Principales diferencias entre el diodo de unión PN y el diodo Zener

1. La principal diferencia entre el diodo de unión PN y el diodo Zener es que el diodo de unión PN permite el flujo de electrones en una sola dirección, mientras que el diodo Zener permite el flujo de electrones en ambas direcciones.
2. El voltaje del diodo de unión PN en el que comienza a funcionar es comparativamente más alto, y el voltaje del diodo Zener en el que comienza a funcionar es más bajo, y se conoce como voltaje Zener.
3. El diodo de unión PN no está muy dopado. Por otro lado, el diodo Zener tiene uniones altamente dopadas.
4. Al aplicar un voltaje de polarización inversa grande, el diodo de unión PN tiene la posibilidad de dañarse, pero el diodo Zener está especializado para este caso.
5. El diodo de unión PN se usa como rectificador de voltaje, conmutador, formador de ondas, etc., mientras que el diodo Zener se usa como estabilizador de voltaje.

Referencias

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.200306185
2. https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-online-proceedings-library-archive/article/study-of-zener-diodes-by-semdvc/88F7CB35265416463D397AD438FF1816

Última actualización: 24 de junio de 2023