...dos derivaciones de las lineas de la grafica, una lamada zener (me suena a tipo de diodo) y otra llamada avalancha(¿efecto?),¿que son?
Y dijo
zener nomás... Y encima,
avalancha. Sólo te faltó decir
ruptura 
De a uno, vamos de atrás para adelante. La ruptura es el punto en que el diodo falla.
Si mirás el datasheet, cada diodo tiene una máxima tensión inversa posible. En el caso de los 1N4001 es de 60V si mal no recuerdo (tomémoslo como valor exacto de ruptura para lo que sigue), y va subiendo hasta los 1000V, de este sí estoy seguro, de los 4007 (ahí está la diferencia entre todos los de la familia). Entonces, si a un 4001 le ponemos 59V
en inversa, tendremos la corriente de fuga esperable según el gráfico. Lo desconectamos, lo polarizamos bien y... todo como siempre.
Si en cambio le pusiéramos 61V (por encima de la tensión de ruptura), el diodo falla y empieza a conducir en inversa. Eso es malo. 99,9% de chances de que ya no funcione bien nunca más.
Alcanzó el punto de ruptura, se estropeó "la válvula" (juntura) y habrá que cambiarlo.
Los
zener y la
avalancha (
efecto avalancha para ser más precisos) están muy emparentados y para lo que vamos a tocar acá, son lo mismo. Si nos ponemos exquisitos, hay diferencias, pero no nos metamos tan finito.
El señor Zener (hubo un japonés que hizo lo mismo al mismo tiempo, pero no me acuerdo el nombre) descubrió una manera de hacer que la curva del diodo se modificara "un poquito" (como se ve en el gráfico) de manera que al alcanzar determinada tensión
en inversa, condujera sin romperse.
Se ve en el gráfico que al ir polarizando el diodo al revés (en directa se porta como un diodo común) la corriente se mantiene en el valor bajo de fuga hasta que se alcanza el "voltaje zener". Ahí empieza a conducir, pero de cátodo a ánodo, o sea, al revés de lo que conduciría un diodo normal.
Estos dioditos (en realidad, el efecto zener) son muy muy muy útiles como reguladores de voltaje y como referencias de voltaje.
Las corrientes máximas en inversa que pueden conducir suelen ser bajas o muy bajas. Un zener tiene una mínima de alrededor de 5mA para poder regular su voltaje, usualmente se le deja un margen y se lo hace trabajar con alrededor de 10mA de corriente para regular.
¿Cuál es la máxima corriente que pueden manejar? La potencia es V*I, donde V es el voltaje del zener e I es mi incógnita. La potencia está especificada en el modelo y usualmente se ven zeners de ½W y 1W. Los hay más grandes, pero no son tan frecuentes. Entonces un zener de 9V y ½W podrá manejar...
0,5W=9V*I <=> I=0,5W/9V=55,5mA.
Esos 55,5mA son la corriente máxima, que no conviene alcanzar. Más vale limitar el asunto a unos más saludables 40mA como máximo.
Esto nos deja con una ventana de unos 30mA que podremos usar para lo que se nos ocurra.
¿Cómo se limita la corriente? Simple, con una resistencia. Al conducir el diodo, la corriente circula por una resistencia
antes de llegar al zener, y cuando por una resistencia circula corriente... Apenas el zener alcanza el valor de tensión adecuado, deja de conducir, así que todo se reduce a calcular el valor de la resistencia para que con el máximo consumo (la corriente de la carga más la del zener) provoque una caída suficientemente chica que permita todavía funcionar al sistema.
Y el valor tendrá que ser tal que cuando se desconecte la carga (suponiendo que se vaya a desconectar) la corriente del zener no se escape de los valores seguros (en el ejemplo, unos 40mA).
Supongamos que tengo una fuente de 15V y un aparatito que funciona con 9V.
El circuito será el mismo que el adjunto, sólo que R2 tendrá un valor de 450 Ohm y eso dará un consumo de 20mA (9V/450 Ohm=0,02A).
Lo que necesito es que en R1 caigan los 6V "que me sobran". La corriente total será de 20mA de la carga más unos 10mA de regulación del zener.
Ohm dice que 6V=30mA*R1 y eso son 200 Ohm.
Primer problema: ¿Uso 180 o 220 Ohm? Con la primera tendré una corriente de 33,3mA y con la segunda, 27,3mA. De esos dos valores, 20mA serán tomados por la carga y el resto por el diodo.
Bien, ambas van a funcionar porque me dejan dentro de los márgenes del zener.
Ahora, al desconectar la carga
toda la corriente deberá pasar por el diodo. Como sea, sigo dentro de los márgenes del zener. Fenómeno.
¿Potencia de la resistencia? 0,198mW y 0,163mW. Para usar una de ¼W me conviene el segundo valor (con el primero queda bastante al límite).
Listo el ejemplo... A laburar
En el esquema adjunto, supongamos que la batería tiene 16V y el zener es de 12V.
Y me pongo preguntón:
-¿De qué potencias tendrán que ser el zener y R1 para hacer el trabajo?
-¿Y el valor de R1?
-Lo más "difícil": Si en lugar de un regulador positivo quisiera hacer uno negativo, ¿Cómo sería? (por favor, un esquema o nos vamos a volver locos para entendernos)
Para esto último dejo ZenerII "para rellenar".
Saludos
