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Diodo Zener
Diodo Zener
É um diodo construído especialmente para trabalhar na tensão de ruptura.
Polarizado Diretamente:-Seu comportamento é o de um diodo comum
Polarizado Reversamente:Ao contrário de um diodo convencional, ele suporta tensões reversas próximas a tensão de ruptura.
Diodo Zener
O díodo zener quando polarizado inversamente permite manter uma tensão constante aos seus terminais (UZ) sendo por isso muito utilizado na estabilização/regulação da tensão nos circuitos.
Diodo Zener
O gráfico de funcionamento do zener mostra-nos que, diretamente polarizado (1º quadrante), ele conduz por volta de 0,7V, como um díodo comum.
0,7V
Polarização diretaPolarização Reversa
Diodo Zener
Na ruptura (3º quadrante), o diodo zener apresenta um joelho muito pronunciado, seguido de um aumento de corrente praticamente vertical. A tensão é praticamente constante, aproximadamente igual a VZ(Nominal) em quase toda a região de ruptura.
Polarização Reversa
Vz MáximoVz Nominal
Vz Mínimo
Iz Máx
Iz Mín
Iz Nom
Diodo Zener
Funcionamento:
Vz – Tensão de zener Izmáx – Corrente de zener máximaIzmin – Corrente de zener mínimaPz – Potência de dissipação
Vz MáximoVz Nominal
Vz Mínimo
Iz Máx
Iz Mín
Iz Nom
Desde que a potência não seja ultrapassada, o díodo
zener pode trabalhar dentro da zona de ruptura sem ser
destruído.
Importante !!!
Diodo Zener
Especificações do fabricante:Izmáx – Corrente de zener máxima que o diodo pode suportarPZM = potência especificadaVZ (nom) = tensão de zener
PZmáx= Vznom . Izmáx
Algumas fórmulas para cálculos:Geralmente quando não tem a especificação no datasheet do valor de IZmín . Adota-se o valor de IZmín como 10% do valor de IZMáx
10MÁX
MIN
IzIz
Diodo Zener
Os valores de potência mais conhecidos são: 0,25 W, 0,5 W, 1 W, 5 W, 10 W e 50W.
Os valores de tensão Zener comerciais estão compreendidos entre 2 V até 200 V.
Exemplos de diodos Zener comerciais:
1N4729A para 3,6 V 1N4730A para 3,9 V1N4735A para 6,2 V
Exemplo:
Se escolhermos o 1N4735A de 1 W, a máxima corrente que ele pode conduzir é:
IZmáx= 1 W/6,2 V = 161 mAIZmín= 16 mA (10%).
ZENER TENSÃO VOLTS
1N746A 3,3
1N747A 3,6
1N748A 3,9
1N750A 4,7
1N751A 5,1
1N752A 5,6
1N753A 6,2
1N754A 6,8
1N755A 7,5
1N756A 8,2
1N757A 9,1
1N758A 10
ZENER TENSÃO VOLTS
1N962B 11
1N759A 12
1N964B 13
1N965B 15
1N966B 16
1N967B 18
1N968B 20
1N969B 22
1N970B 24
1N971B 27
1N972B 30
1N973B 33
Diodo Zener
Regulação tensão
Para que ocorra o efeito regulador de tensão é necessário que o diodo zener funcione dentro da região de ruptura, RESPEITANDO AS ESPECIFICAÇÕES de corrente máxima.
1º Necessário ter um resistor (RS) para limitar a corrente no Zener;2º O valor do resistor (RS) deve ser dimensionada considerando que o circuito mantenha a regulação mesmo que a carga varie entre um máximo e um mínimo;3º Potência dissipada no Zener não exceda o limite (PZmáx);4º Para que o Zener regule de maneira correta, a corrente não pode cair abaixo de um mínimo (IZmín) nem superar um valor máximo;
Simulador
Diodo Zener
Exemplo:Utilizando um diodo Zener 1N4735, determine os limites que pode ter RL (carga) para que o Zener opere na região de regulação.
Potência: 0,5 WVZ= 6,2VIZmáx= 80 mA
Dados do datasheet:
1º Para o zener trabalhar dentro de uma faixa, precisamos descobrir qual Izmáx e Izmin :
mAIz
Iz MÁXMIN 8
1010.80
10
3
-Valor de Izmáx foi fornecido pelo fabricante no datasheet;- Valor de Izmin pode ser calculado:
Vin
12V
Diodo Zener
VZ VL
VS
IS
IZILVin
12V
2º Como VL está paralelo com VZ, então VL = VZ. Onde VZ vale 6,2V.3º Então precisamos descobrir a corrente em Is. Fazendo análise pela lei de ohm temos:
mARSVVI ZIN
S 6,96602,612
RS = 60Ω
Diodo Zener
VZ VL
VS
IS = 96,6 mA
IZILVin
12V
RS = 60Ω
4º Quais os valores da carga? Existem duas possibilidades. Aumentar o valor de RL; Diminuir o valor de RL.
Diodo Zener
Se aumentar o valor de RL;A corrente diminui na carga RL
IRV .
Então quando aumenta o valor do resistor, precisa cuidar com valor máximo do diodo zener.
Se diminuir o valor de RL;A corrente aumenta na carga RL
Então quando diminui o valor do resistor, precisa cuidar com valor mínimo do diodo zener.
706,882,6
6,8886,96
mAVR
mAI
L
L
5,3736,162,6
6,16806,96
mAVR
mAI
L
L
Portanto a carga pode ser70 Ω < RL < 373 Ω
Diodo Zener
Exercício:Utilizando um diodo Zener 1N5344B, determine os limites que pode ter RL (carga) para que o Zener opere na região de regulação.
Potência: 5 WVZ= 8,2V
Dados do datasheet:
Vin
12V
RS = 20Ω
Diodo Zener
Exercício:Utilizando um diodo Zener 1N5344B, determine os limites que pode ter RL (carga) para que o Zener opere na região de regulação.
Potência: 5 WVZ= 8,2V
Dados do datasheet:
mAIz
Iz MÁXMIN 61
1010.610
10
3
mAVP
I
IVP
MÁXMÁX
MÁXMÁX
6102,85
.
mARSVVI ZIN
S 190202,812
Se aumentar o valor de RL
Se diminuir o valor de RL
641752,8
12961190
mAVR
mAI
L
L
Portanto a carga pode ser64 Ω < RL
Aumentará a corrente no diodo zener até o limite de 190mAComo 190mA está dentro da especificação, não há um valor máximo da carga.
