Fuente Corriente Ajustable LM334Z TO-92
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Circuito integrado LM334Z, fuente de corriente constante y sensor de temperatura lineal en encapsulado TO-92.
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Descripción
¿Qué es el LM334Z?
El LM334Z es un circuito integrado monolítico de tres terminales que funciona como una fuente de corriente constante programable. Su principal característica es la capacidad de operar en un amplio rango de voltajes, desde 1V hasta 40V, entregando una corriente que puede ser ajustada desde 1 microamperio (µA) hasta 10 miliamperios (mA) mediante una única resistencia externa (RSET). Esta versatilidad lo convierte en una solución ideal para una multitud de aplicaciones en diseño electrónico, desde la polarización de transistores y diodos láser hasta la carga de baterías de forma precisa. Una de sus propiedades más notables es que la corriente de salida es directamente proporcional a la temperatura absoluta (en Kelvin), lo que permite su uso como un sensor de temperatura lineal de alta precisión y fácil implementación.
A nivel de hardware, el LM334Z integra en un solo chip de silicio toda la circuitería necesaria para su funcionamiento, incluyendo un núcleo de referencia PTAT (proporcional a la temperatura absoluta) basado en la diferencia de tensión base-emisor entre transistores, además de amplificadores y transistores de salida. La arquitectura interna está diseñada para mantener una regulación de corriente excepcional, siendo muy inmune a las variaciones del voltaje de alimentación. El encapsulado TO-92 facilita su montaje en protoboards y placas de circuito impreso (PCB) con tecnología through-hole, haciéndolo accesible tanto para aficionados como para profesionales. Su diseño de tres pines (V+, V- y R) simplifica enormemente el circuito externo requerido para su operación.
Características Técnicas
El funcionamiento del LM334Z se basa en una relación física fundamental: la corriente de salida (ISET) es determinada por la fórmula ISET = (227 µV/°K) * T / RSET, donde T es la temperatura en Kelvin y RSET es la resistencia de ajuste externa. Esta relación PTAT (Proportional-to-Absolute-Temperature) es la que le confiere su doble funcionalidad. Como fuente de corriente, una vez fijada la RSET, la corriente se mantiene estable ante cambios de voltaje. Como sensor de temperatura, si se alimenta con una RSET fija, el voltaje a través de esta resistencia o la corriente que fluye a través del dispositivo variará linealmente con la temperatura, permitiendo mediciones directas con un microcontrolador o un voltímetro.
Especificaciones Eléctricas
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Voltaje de operación | 1V a 40V DC |
| Rango de corriente programable (ISET) | 1µA a 10mA |
| Error de corriente (LM334, según ISET) | ±6% (10µA-1mA), ±8% (1mA-5mA), ±12% (2-10µA), máx. |
| Voltaje de sensado (VR, en pin R) | ~64mV a 25°C (298.15°K) |
| Regulación de corriente (LM334, típ.) | 0.02%/V (1.5V-5V) / 0.01%/V (5V-40V) |
| Impedancia de salida (típica) | ~10⁶ Ω a 1mA hasta ~10⁸-10⁹ Ω a 10µA (según frecuencia) |
| Encapsulado | TO-92 |
Comunicación y Pinout
| Pin | Función | Descripción |
|---|---|---|
| 1 (V+) | Alimentación Positiva | Terminal de entrada del voltaje de operación. |
| 2 (R) | Ajuste | Conectar la resistencia RSET entre este pin y V- para fijar la corriente. |
| 3 (V-) | Alimentación Negativa | Terminal de referencia o tierra (GND). |
Dimensiones y Ambiente
| Característica | Valor |
|---|---|
| Dimensiones | Encapsulado estándar TO-92 |
| Temperatura de operación | 0°C a +70°C |
| Temperatura de almacenamiento | No especificada en la hoja de datos de TI para este grado; verificar con el fabricante |
Aplicaciones
- Fuentes de corriente de precisión para polarización de circuitos.
- Sensores de temperatura lineales y termómetros remotos.
- Circuitos de carga de baterías (NiCd, Li-ion) con corriente controlada.
- Generadores de formas de onda (rampas lineales).
- Alimentación para diodos Zener de bajo ruido.
- Limitadores de corriente en fuentes de alimentación.
- Anemómetros (medidores de flujo de aire) basados en temperatura.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo calculo la resistencia RSET para una corriente deseada?
La resistencia se calcula con la fórmula RSET = (67.7mV / ISET) a una temperatura de 25°C. Por ejemplo, para obtener una corriente de 1mA, necesitarías una resistencia de RSET = 0.0677V / 0.001A = 67.7Ω. Se recomienda usar una resistencia de precisión para obtener mejores resultados.
¿Qué diferencia hay entre el LM334, LM234 y LM134?
La principal diferencia radica en el rango de temperatura de operación garantizado. El LM334 es de grado comercial (0°C a +70°C), el LM234 es de grado industrial (-25°C a +100°C) y el LM134 es de grado militar (-55°C a +125°C). Funcionalmente, son idénticos dentro de sus respectivos rangos.
¿Puedo usar el LM334Z para medir temperaturas bajo cero?
Aunque la hoja de datos especifica un rango de operación de 0°C a +70°C, el principio físico PTAT sigue siendo válido a temperaturas negativas. Sin embargo, la precisión y el comportamiento no están garantizados por el fabricante fuera del rango especificado. Para aplicaciones que requieran mediciones bajo cero certificadas, se recomienda usar el LM234 o LM134.
¿Se necesita un disipador de calor para el LM334Z?
Generalmente no. La disipación de potencia (P = V * I) es muy baja en la mayoría de las aplicaciones. Por ejemplo, con una caída de voltaje de 12V y una corriente de 10mA, la disipación es de solo P = 12V * 0.01A = 0.12W, lo cual el encapsulado TO-92 puede manejar sin problemas en aire ambiente.
Mejora tu proyecto
Para sacar el máximo provecho al LM334Z, considera estos componentes complementarios:
- Resistencias de Precisión: Utiliza resistencias con tolerancia del 1% o inferior para el ajuste de RSET y así garantizar una corriente de salida exacta.
- Potenciómetro Multivuelta: Si necesitas ajustar la corriente de forma variable y fina, un potenciómetro de precisión de 10 vueltas es ideal en lugar de una resistencia fija.
- Microcontrolador (Arduino/ESP32): Para usarlo como sensor de temperatura, conecta la salida a una entrada analógica (ADC) de un microcontrolador para leer los cambios de voltaje y convertirlos a grados Celsius o Fahrenheit.
- Amplificador Operacional (Op-Amp): Para acondicionar la señal de salida, especialmente en aplicaciones de sensor, un Op-Amp puede amplificar y filtrar el voltaje para mejorar la resolución y la inmunidad al ruido.
Información adicional
| Encapsulado | TO-92 |
|---|---|
| Rango de Corriente | 1µA – 10mA |
| Voltaje de Operación | 1V – 40V |
| Función Principal | Fuente de Corriente / Sensor Temperatura |
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