Zener

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  • Publicado : 27 de outubro de 2011
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Ivair José de Souza

Diodo zener

A diferença básica entre o diodo zener e o diodo retificador é que o diodo zener opera na região de ruptura ao passo que o diodo retificador será danificado se atingir esta região.

Curva característica do diodo zener.

A curva característica do diodo zener é a mesma do diodo retificador. A tensão de ruptura é também denominada de tensão zener. Quando odiodo zener está polarizado no sentido direto comporta como o diodo retificador e tem-se no mesmo uma queda de tensão de aproximadamente 0,7V. Na região de ruptura a tensão no diodo zener, praticamente, mantém-se constante no valor de VZ para uma grande variação de corrente e devido a esta característica o diodo zener é utilizado como regulador ou estabilizador de tensão. O diodo zener serádanificado se passar no mesmo uma corrente acima de IZ max. Conhecendo os valores de PZ max e VZ, obtidos do fabricante, calcula-se IZ max. PZ max é a máxima potência que o diodo zener pode dissipar. Para um diodo zener com VZ = 10 V e PZ max = 1 W tem-se. IZ max = PZ max / VZ IZ max = 1 W / 10V Iz max = 100mA

Analise o circuito abaixo, variando a tensão de entrada de 0V a 25V.

Para V < VZ, odiodo zener não conduz e tem-se que: Vsaída = V (Tensão de saída igual à tensão de entrada) I = 0A (A corrente será nula por que o diodo zener ainda não atingiu a ruptura). VR = 0V. (sendo I = 0A não se tem tensão no resistor, VR = R. I ) Para V > VZ, o diodo zener conduz visto que atinge a tensão de ruptura. Vsaída = VZ (Tensão de saída igual à tensão do diodo zener) VR = V – VZ I = VR / R (acorrente no circuito será limitada pelo resistor R) O circuito acima é utilizado para determinar, na prática, a tensão de um diodo zener.

Regulador de tensão R-Z

O diodo zener irá regular (estabilizar) a tensão em RL, mesmo havendo variações da tensão de entrada e/ou da corrente em RL, dentro de certos limites. VRL = VZ devido a que RL está em paralelo com o diodo zener. V é a tensão de entrada evaria de um valor mínimo a um valor máximo (V max). I é a corrente do circuito e pode variar de (IZ min + IL) a um valor máximo (IZ max) IL é a corrente na carga RL e pode variar de 0A a um valor máximo (IL max). IZ é a corrente no diodo zener e pode variar de IZ mínimo a IZ máximo. As seguintes observações devem ser feitas sobre o regulador R-Z. Sendo I = (V -- VZ) / R e IZ = I – IL tem-se que: SeV aumenta, IZ aumenta. Se V diminui, IZ diminui. Se IL aumenta, IZ diminui. Se IL diminui, IZ aumenta. Para regular a tensão em RL, os valores de IZ devem estar entre IZ min a IZ max. Normalmente, considera-se IZ min = 10% de IZ max sendo IZ min a corrente no diodo zener após o joelho da curva. Sendo IZ max = 100 mA tem-se: IZ min = 0,1 . IZ max => IZ min = 0,1 . 100mA IZ min = 10mA

Ivair Joséde Souza

1) Sendo VZ = 10V, R = 220 , RL = 800 , determine as tensões e as correntes para V = 18V e V = 25V. Preencha o quadro abaixo. Tensão de entrada V V = 18V V = 25V Tensões do circuito Tensão em RL Tensão em R VRL = VZ VR = (V -- VZ) 10V 8V 10V 15V Correntes do circuito I = VR / R 36,4 mA 68 mA IL = VZ / RL 12,5 mA 12,5 mA IZ = I -- IL 23,9 mA 55,5 mA

2) Sendo V = 25V, calcule astensões e as correntes para RL = 800 Tensões do circuito Resistor de Tensão em RL Tensão em R carga VRL = VZ VR = (V -- VZ) RL= 800 10V 15V RL= 500 10V 15V

e RL = 500 .

Correntes do circuito I = VR / R 68 mA 68 mA IL = VZ / RL 12,5 mA 20 mA IZ = I -- IL 55,5 mA 48 mA

Os valores de IZ, nos exercícios 1 e 2, estão entre IZ min a IZ max, portanto, o diodo zener irá regular (estabilizar) atensão em RL. IZ min = 10 mA e Iz max = 100 mA O resistor R deve ser dimensionado para limitar a corrente no circuito a um valor menor do que a máxima corrente do diodo zener, pois caso a carga RL seja desligada toda a corrente do circuito irá passar no diodo zener. Se este cuidado não for tomado o diodo zener será danificado. Então, deve-se ter: I = IZ min + IL para garantir uma operação após o...
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