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• Zona inversa, en la cual $I_D = - I_S$ para $-V_z < V_D < -V_D^*$
• Zona Zener, en la cual $V_D = - V_z$ para $I_D < - I_S$

Si usas esas ecuaciones de zona y esas verificaciones, podes comprobar que para los casos del ejercicio 5.b., si supones que ambos diodos D1 y D2 están en zona inversa, podes verificar que $-V_z < V_{D1,2} < -V_D^*$ y por lo tanto concluir que la suposición era correcta.

Otra forma de verlo es gráficamente dibujando la característica del diodo Zener.

En el caso de la parte 5.a (diodos D1 y D2 en serie), lo que hace que los voltajes se repartan de forma muy desigual es que para un rango de $I_D$, los voltajes $V_{D1}$ y $V_{D2}$ son muy distintos. En particular, para corrientes $I_D$ entre $-I_{S2}$ y $-I_{S1}$, los voltajes difieren aproximadamente $V_z=100\:V$:

En el caso de la parte 5.b, se agrega a cada diodo Zener una resistencia R en paralelo:

La característica de un diodo Zener (en azul) y una resistencia R (en rojo) es como sigue:

Como están en paralelo, se puede pensar la característica de (diodo Zener // resistencia R) como si fuera un único componente, y para obtenerla simplemente hay que sumar las dos anteriores, ya que como están en paralelo, para un mismo voltaje, la corriente será la suma: $I = I_D + I_R$.

Con la nueva característica de (diodo Zener // resistencia R), si ponemos dos en serie, uno con $I_{S1}$ y el otro con $I_{S2}$, la diferencia de voltaje entre las dos características pasará a ser a lo sumo $R\left(I_{S2}-I_{S1}\right)=10\:V$ en la zona en la que ambos diodos están en zona inversa. El desequilibrio de voltaje se redujo muchísimo. Como hay 10 V de diferencia a lo sumo entre $V_{D1}$ y $V_{D2}$, si se aplica $V_{in}=90\:V$ o $V_{in}=110\:V$, es imposible que alguno de los diodos D1 o D2 esté en zona Zener (porque aplicando mallas $V_{in} = -V_{D1}-V_{D2}$). Por lo tanto, ambos están en zona inversa.

Saludos!