El Regulador Zener

Anteriormente habíamos visto este circuito:

Primeramente supondremos que están conectados directamente, por lo tanto v_C = v_L entonces:

Problemas que podemos tener:

• R_L variable (variaciones de carga).
• Variaciones de tensión de red (variaciones de red).

Debido a estos dos problemas la onda de salida de ese circuito puede variar entre dos valores y como nuestro objetivo es obtener una tensión constante a la salida tendremos que hacer algo. Para resolver este problema ponemos un regulador de tensión basado en el diodo zener.

Ahora vamos a analizar este regulador de tensión.
Regulador de tensión en vacío (sin carga)

vS estará entre un mínimo y un máximo, y el regulador tiene que funcionar bien entre esos 2 valores (vSmáx y vSmín).En este caso vS lo pondremos como una pila variable.

Además para que funcione correctamente el zener tiene que trabajar en la zona de ruptura.

Para que esté en ruptura se tiene que cumplir:

EJEMPLO: Comprobar si funciona bien el siguiente circuito:

Hay que ver si en la característica los valores se encuentran entre I_Zmín y I_Zmáx para comprobar si funciona bien.

Funciona bien porque se encuentra entre los dos valores (máximo y mínimo). La salida es constante, lo que absorbe la tensión que sobra es la R (que es la resistencia limitadora).
Regulador de tensión con carga

Para comprobar que estamos en ruptura calculamos el equivalente de Thevenin desde las bornas de la tensión V_Z:

Como en el anterior caso los valores del circuito tienen que estar entre un máximo y un mínimo:

El zener absorbe la corriente sobrante (I_Z variable) y la resistencia (R) la tensión sobrante. Entonces a la salida la forma de la onda es la siguiente:

• 2ª aproximación

El circuito equivalente sería de la siguiente forma:

A ese circuito se le aplica la superposición:

Como la superposición es la suma de estos 2 circuitos la solución será esta:

Con esto se ve que lo que hace el zener es "Amortiguar el rizado". Veamos cuanto disminuye el rizado:
EJEMPLO:1N961   V_Z = 10 V  R_Z = 8,5 V  V_Rentr. = 2 V

Si quiero disminuir más el rizado pondría otro regulador que disminuiría más el rizado pico a pico: