Un regulador de voltaje de diodo es un regulador de voltaje en el que un solo diodo actúa como dispositivo regulador de voltaje. Al igual que un regulador de voltaje de circuito integrado (IC) convencional, el diodo sirve en el circuito para tomar un voltaje de entrada variable y convertirlo en un voltaje de corriente continua (CC) constante y específico. Los diodos funcionan considerablemente bien como dispositivos reguladores de voltaje debido a su característica logarítmica de tener cambios mínimos de voltaje a pesar de cambios de corriente relativamente sustanciales, lo que proporciona una buena estabilidad de voltaje en un circuito cuando se cumplen las restricciones de diseño.
El diodo más comúnmente utilizado que funciona como un dispositivo regulador es el diodo Zener, que logra la regulación de voltaje más comúnmente a través de un método llamado polarización inversa. Este es un método en el que el ánodo del diodo, su cable positivo, se conecta a la tierra de la fuente de alimentación, y el cátodo, su cable negativo, se conecta al lado positivo de la fuente de alimentación. Cuando esto ocurre, la fuente de alimentación cae un voltaje a través del diodo igual al voltaje máximo nominal del diodo. La clasificación de voltaje máximo es el voltaje que cae a través del diodo Zener cuando está conectado en polarización inversa en un circuito, siempre que el voltaje de la fuente de alimentación sea de mayor voltaje. Esta clasificación de voltaje es crucial al diseñar la regulación de voltaje de un circuito porque decide la salida de voltaje regulada.
Si, por ejemplo, hay una fuente de alimentación de 10 voltios y un diodo Zener con una tensión nominal máxima de 5.1 voltios, el diodo Zener bajará 5.1 voltios. Un componente colocado en paralelo también recibirá esta misma salida de voltaje regulado, porque los circuitos obedecen la regla de que todos los componentes en paralelo reciben el mismo voltaje. Así es como se logra la regulación de voltaje de diodo para un circuito.
Una regla adicional al crear un circuito regulador de voltaje de diodo es colocar una resistencia antes del diodo. Una resistencia puede colocarse y generalmente siempre se coloca antes del diodo para que, si hay un voltaje excesivo, caiga a través de la resistencia y no queme el diodo Zener, que puede volverse defectuoso si se le alimenta un voltaje excesivo de la fuente de alimentación. En el ejemplo de una fuente de alimentación de 10 voltios y un diodo Zener con un voltaje máximo de 5.1 voltios, el diodo Zener se hundiría 5.1 voltios y los 4.9 voltios restantes se hundirían a través de la resistencia, de modo que no todos los 10 voltios se hundirían a través de la resistencia. el diodo. Por lo tanto, la resistencia antes del diodo Zener funciona como un dispositivo de seguridad para dejar caer un voltaje excesivo a través de él para que el diodo Zener no reciba más voltaje del necesario.
Otra forma de conectar un diodo Zener en un circuito para la regulación de voltaje, aunque se usa con menos frecuencia, es conectarlo en un método llamado polarización directa. Este es un método en el que el ánodo del diodo está conectado al lado positivo de la fuente de alimentación y su cátodo está conectado a la tierra de la fuente de alimentación. En una disposición como esta, el diodo reducirá su caída de voltaje de funcionamiento, que normalmente es de aproximadamente 0.7 voltios. Este no es un método tan popular porque solo cae un voltaje ligeramente más bajo que el voltaje emitido por la fuente de alimentación y no es tan flexible en diferentes rangos de valores como lo son las clasificaciones de voltaje máximo.
Un regulador de voltaje de diodo puede funcionar bien como un dispositivo regulador de voltaje, pero cuando la precisión es clave, una mejor opción es un regulador de voltaje IC, que contiene más mecanismos de regulación incorporados. Si un regulador de voltaje de diodo contiene cambios de corriente lo suficientemente grandes, puede producir un voltaje diferente. Sin embargo, cuando la precisión no es demasiado importante, los reguladores de voltaje de diodo pueden ser una buena opción.