Baixe Diodo Zener Assunto 1 e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA PROFESSOR: Carlos Alexandre Pavonato DISCIPLINA: Eletrônica Analógica II (EA-II) DIODO ZENER 1 Introdução Um diodo zener é constituído por uma junção PN de material semicondutor (silício ou germânio) e por dois terminais, o Ânodo (A) e o Cátodo (K) (figura 1). Sua diferença física se comparado ao diodo semicondutor é a intensidade e tipo de dopagem realizada. Fisicamente o mesmo é muito parecido com os diodos semicondutores, sendo somente possível, às vezes, identificá-lo por datasheets ou pela verificação do funcionamento. 2 Polarizações possíveis Assim como o diodo semicondutor, o diodo zener também pode ser polarizado de duas maneiras, polarização direta e polarização reversa. 2.1 Polarização direta Quando polarizado diretamente, o diodo zener se comporta da mesma forma que um diodo retificador, entrando em condução e assumindo uma queda de tensão de 0,7V para o silício e 0,3V para o germânio (figura 2). 2.2 Polarização reversa Enquanto o diodo retificador bloqueia a circulação de corrente, o zener atua como regulador de tensão, ao atingir a região de avalanche, a tensão sobre os terminais do zener permanece praticamente constante, fazendo o mesmo entrar em condução (figura 3). 3 Características do diodo zener As características técnicas que devem ser respeitadas para que o diodo zener não queime e ocorra um curto-circuito ou abertura da junção são: Para que este tipo de circuito funcione de maneira adequada, são necessárias algumas regras, que garantes o bom funcionamento e eficiência da estabilização do dispositivo. (figura 7). Para que ocorra o efeito estabilizador de tensão é necessário que o diodo zener trabalhe dentro da zona de ruptura, respeitando-se as especificações da corrente máxima e de corrente mínima, para que a tensão não sofra variações nos seus terminais, para isto é utilizada um resistor limitador (figura 8), que garante as limitações de corrente e absorção da tensão não establizada proveniente da fonte geradora. A corrente que circula pela resistência limitadora é a mesma corrente que circula pelo díodo zener e é dada pela expressão: I = (Vent – VZ) / R I = (15 – 10) / 500 I = 10 mA NOTA: Este valor de corrente de 10mA, deve ser mantido entre os valores de IZmáx e IZmín, para que o mesmo não seja queimado por no caso de ser maior que IZmáx, e não ocorram variações de tensão de saída no caso de ser menor que IZmín. 6 Equacionamento No circuito estabilizador com diodo zener (figura 9) serão padronizadas algumas legendas, para que sempre sejam utilizadas corretamente nos cálculos dos resistores de limitação dos circuitos. VZ1 = VRC VT = VRL + VZ1 IRL = IZ1 + IRC IZmáx = PZ / VZ IZmín = IZmáx / 10 Este tipo de regulador se chama regulador paralelo, pois o elemento regulador está em paralelo com a carga. O valor do resistor limitador deve ser calculado para que os valores de polarização sejam garantidos, da seguinte maneira: RL = VT – VZ / IRL. O valor de Iz deverá ser intermediário entre IZmín e IZmáx. • Exemplo: dados de circuito: VT = 14VCC VC = VZ = 10VCC IRC = 50mA ou 0.05A Diodo zener: VZ1 = 10VCC PZ1 = 1W • Cálculo de IZmáx e IZmín IZmáx = Pz / Vz IZmáx = 1 / 10 IZmáx = 0.1A ou 100mA IZmín = IZmáx / 10 IZmín = 0.1 / 10 IZmín = 0.01A ou 10mA • Cálculo de IZ (média entre IZmáx e IZmín) IZ = (IZmáx + IZmín) / 2 IZmáx = (0.01 + 0.1) / 2 IZmáx = 0.055A ou 55mA • Cálculo de IRL IRL = Iz + IRC IZmáx = 0.055 + 0.05 IZmáx = 0.105A ou 105mA • Cálculo de RL RL = (VT – VZ) / IRL RL = (14 – 10) / 0.105 RL = 38Ω NOTA: Neste caso adota-se o valor comercial mais próximo.