Dispositivos e Circuitos Eletrônicos - Anotações de Aula - Teoria - Diodo Zener PDF

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Teoria - Diodo Zener domingo, 26 de abril de 2020

01:19

PYTHON + ANÁLISE DE CIRCUITOS DE DIODO ZENER https://cadernodelaboratorio.com.br/2017/09/01/conhecendo-osdiodos-zener/

Diodo Zener e suas aplicações Athos Electronics O Diodo Zener é uma variação de diodos comuns com junção PN projetado especificamente para ser inversamente polarizada, funcionando como um dispositivo de proteção ou um regulador de tensão. O objetivo desse artigo é explicar qual o funcionamento do diodo zener, quais suas aplicações, o que são suas especificações e quais os tipos disponíveis no mercado. O que é o Diodo Zener? Um diodo normal, quando é diretamente polarizado, permite a passagem de corrente com uma pequena queda de tensão. Ao ser polarizado inversamente, o diodo não permite a passagem de corrente, a menos que o valor de tensão ultrapasse o valor de ruptura, isto é, o valor máximo de tensão reversa que o componente suporta, causando a queima do diodo.

Simbologia e foto do diodo zener O diodo zener, é projetado para trabalhar sempre sendo inversamente polarizado, com um objetivo: a partir do momento que a tensão de ruptura do componente é atingida, a tensão fica constante, de forma que ele funciona como um regulador de tensão. É claro que, se a tensão crescer demais, o diodo zener também vai queimar e entrar em curto. Quando polarizado diretamente, o zener se comporta como um diodo comum. Ao adquirir um diodo zener, é necessário verificar a tensão de regulagem, que é a que vai se manter constante em seus terminais após polarizar inversamente o componente com uma tensão igual ou maior a tensão de regulagem. Verifique também a corrente mínima e máxima de operação, para garantir que o componente funcionará adequadamente. O diodo zener recebe esse nome por causa do cientista físico americano Clarence Melvin Zener (1905-1993), que foi o primeiro que descreveu a propriedade elétrica que faz esse componente funcionar. Curva característica do Diodo Zener A curva abaixo é genérica para qualquer diodo, mas, para o zener, vamos nos focar na parte a esquerda, onde o componente é inversamente polarizado.

Quando a tensão reversa no componente é menor do que a tensão de ruptura do zener, ele continua funcionando exatamente igual a um diodo comum. Entretanto, quando o valor da tensão se aproxima da tensão de ruptura, o diodo começa a conduzir e absorver a corrente. Mesmo tentando aumentar a tensão reversa nos terminais do componente, ela se manterá constante (a menos que a corrente seja tão alta que extrapole as limitações do componente, fazendo com que ele entre em curto). Portanto, o diodo zener quando polarizado inversamente com uma tensão igual ou maior que a tensão de ruptura irá manter a tensão constante em seus terminais, a chamada tensão zener. Diferente dos diodos normais, a tensão de ruptura no zener é muito menor, estando na casa de 2.4V a 100V, enquanto que um diodo comum 1N4007 tem 1000V de tensão de ruptura. Tipos e Aplicações Por conta de sua principal propriedade, isto é, manter a tensão constante após a tensão em seus terminais atingir e ultrapass ar a tensão de ruptura, o diodo zener é amplamente utilizado como um regulador de tensão em circuitos eletrônicos. Com ele, é possível garantir que a tensão esteja fixada em um determinado valor, garantindo segurança ao projeto. Em circuitos clipadores o componente também é muito utilizado. Clipadores são circuitos que permitem a passagem de um sinal de entrada sem nenhuma modificação até que ele atinge um determinado valor de tensão, em que a saída passa a ser limitada. Para utilizar o componente como um regulador de tensão, conecta-se ele em paralelo com os terminais de saída da fonte, de forma que ele fique inversamente polarizado.

Imagem de electronics tutorials. O resistor Rs entre o zener e o positivo da fonte serve para limitar a corrente que passa pelo diodo. Esse resistor deve ser dimensionado de acordo com a potência máxima do diodo zener e a tensão da fonte. A partir disso, calcula-se a corrente que pode fluir pelo circuito, e então, utilizando a Lei de Ohm, calcula-se o valor de resistência necessário para o resistor Rs. Para o circuito funcionar corretamente, a tensão de entrada Vin deve ser maior que a tensão zener do diodo. Sem isso, o circuito não vai funcionar corretamente. As tensões mais comuns para os diodos zener estão tabeladas abaixo. Os zeners de até 500mW, mais comuns em circuitos eletrônicos, seguem a mesma sequencia de valores usada nos resistores E24. Eles estão disponíveis em valores que vão de 2.4V a até mais ou menos 100V....