Semicondutores: - Diodo zener

SemicondutoresSemicondutores: : Diodo ZenerDiodo Zener

10-04-2310-04-23 Por Por : : Luís TimóteoLuís Timóteo 11



Junções P-N – Diodo semicondutorJunções P-N – Diodo semicondutor

Princípio de funcionamento Princípio de funcionamento

Este movimento de cargas devido ao campo elétrico criado na junção devido às cargas fixas de Este movimento de cargas devido ao campo elétrico criado na junção devido às cargas fixas de doadores e aceitadores, constitui uma corrente chamada de corrente de deriva (contrária a corrente de doadores e aceitadores, constitui uma corrente chamada de corrente de deriva (contrária a corrente de difusão). Assim, para que haja condução de corrente pela junção, electrões livres e lacunas em maioria difusão). Assim, para que haja condução de corrente pela junção, electrões livres e lacunas em maioria nos diferentes semicondutores, estes precisam de vencer esta barreira de potencial, ou seja, precisam nos diferentes semicondutores, estes precisam de vencer esta barreira de potencial, ou seja, precisam possuir energia maior que VD.possuir energia maior que VD.

O princípio de funcionamento de dispositivos electrónicos, como diodos rectificadores e transistores, O princípio de funcionamento de dispositivos electrónicos, como diodos rectificadores e transistores, baseiam-se no comportamento de junções entre semicondutores tipo P e tipo N, denominadas de baseiam-se no comportamento de junções entre semicondutores tipo P e tipo N, denominadas de junção P-N. A junção tem a propriedade de um junção P-N. A junção tem a propriedade de um rectificador electrónicorectificador electrónico, isto é, faz com que um fluxo de , isto é, faz com que um fluxo de corrente eléctrica tome somente uma direcção, transformando, por exemplo, tensão alternada em corrente eléctrica tome somente uma direcção, transformando, por exemplo, tensão alternada em tensão contínua (DC).tensão contínua (DC).

Na prática, obtemos uma junção PN dopando um mesmo material com impurezas doadoras de um Na prática, obtemos uma junção PN dopando um mesmo material com impurezas doadoras de um lado e impurezas aceitadoras do outro. A lado e impurezas aceitadoras do outro. A diferença das concentrações diferença das concentrações de electrões e lacunas nestes de electrões e lacunas nestes materiais, gera um processo de deslocamento de cargas na junção dos dois tipos de semicondutores materiais, gera um processo de deslocamento de cargas na junção dos dois tipos de semicondutores ((corrente de difusãocorrente de difusão). No equilíbrio, os electrões do material tipo-N preenchem as lacunas do material ). No equilíbrio, os electrões do material tipo-N preenchem as lacunas do material tipo-P nas proximidades da junção, formando uma camada dupla de cargas fixas de átomos dadores e tipo-P nas proximidades da junção, formando uma camada dupla de cargas fixas de átomos dadores e aceitadores chamada de aceitadores chamada de zona de deplexãozona de deplexão. .

A formação de cargas fixas nesta região dá origem a uma diferença de potencial de contato (VD) ou A formação de cargas fixas nesta região dá origem a uma diferença de potencial de contato (VD) ou barreira de potencial na zona de deplexão. Desta forma, a região (ou zona) de deplexão age como uma barreira de potencial na zona de deplexão. Desta forma, a região (ou zona) de deplexão age como uma barreira (resistência alta) impedindo que os electrões e lacunas continuem a atravessar o plano da barreira (resistência alta) impedindo que os electrões e lacunas continuem a atravessar o plano da junção. junção.



Uma tensão positiva adequada (forward bias) aplicada entre as duas extremidades da Uma tensão positiva adequada (forward bias) aplicada entre as duas extremidades da junção PN, pode fornecer os electrões livres e lacunas com a energia extra. A tensão junção PN, pode fornecer os electrões livres e lacunas com a energia extra. A tensão externa necessária para superar esta barreira de potencial que existe agora, é muito externa necessária para superar esta barreira de potencial que existe agora, é muito dependente do tipo de material semicondutor utilizado, e a sua temperatura real. dependente do tipo de material semicondutor utilizado, e a sua temperatura real. Tipicamente, á temperatura ambiente, a tensão através da camada de deplexão para o Tipicamente, á temperatura ambiente, a tensão através da camada de deplexão para o silício é de cerca de 0,6-0,7 voltssilício é de cerca de 0,6-0,7 volts e para e para o germânio é de cerca de 0,3-0,35 voltso germânio é de cerca de 0,3-0,35 volts. Esta . Esta barreira de potencial existirá sempre, mesmo que o dispositivo não esteja ligado a barreira de potencial existirá sempre, mesmo que o dispositivo não esteja ligado a qualquer fonte de energia externa.qualquer fonte de energia externa.

O significado desta barreira de potencial “built-in”, através da junção, é que ela se opõe O significado desta barreira de potencial “built-in”, através da junção, é que ela se opõe tanto o fluxo de lacunas ou buracos, como de electrões, através da junção e é por isso que tanto o fluxo de lacunas ou buracos, como de electrões, através da junção e é por isso que é chamado de “é chamado de “barreira de potencialbarreira de potencial”. ”.

Na prática, uma junção PN é formada dentro de um cristal único de material, em vez de Na prática, uma junção PN é formada dentro de um cristal único de material, em vez de simplesmente aderir ou fundir duas peças separadas. Os contatos elétricos também são simplesmente aderir ou fundir duas peças separadas. Os contatos elétricos também são fundidos em ambos os lados do cristal, para permitir a ligação eléctrica a um circuito fundidos em ambos os lados do cristal, para permitir a ligação eléctrica a um circuito externo. O dispositivo resultante, é chamado um externo. O dispositivo resultante, é chamado um diodo de junção PN diodo de junção PN ou ou diodo de sinaldiodo de sinal..

Princípio de funcionamento: Princípio de funcionamento: Propriedades - Barreira de potencialPropriedades - Barreira de potencial

Junções P-N – Diodo semicondutorJunções P-N – Diodo semicondutor



Região - Região - NN Região - Região - PP

Junção Junção PPNN

VoltsVoltsIIRR

IIDD

Potencial “Built-in” Potencial “Built-in” 0,3 – 0,7V 0,3 – 0,7V

Quando um diodo é ligado numa condição de Quando um diodo é ligado numa condição de polarização zero, nenhuma energia potencial externa é polarização zero, nenhuma energia potencial externa é aplicada à junção PN. aplicada à junção PN.

No entanto, se os terminais de diodos são curto-No entanto, se os terminais de diodos são curto-circuitados, algumas lacunas(portadores maioritários) no circuitados, algumas lacunas(portadores maioritários) no material do tipo P têm a energia suficiente para material do tipo P têm a energia suficiente para ultrapassar a barreira de potencial, e irão mover-se ultrapassar a barreira de potencial, e irão mover-se através da junção, contra a “barreira de potencial”. Isto através da junção, contra a “barreira de potencial”. Isto é conhecido como o é conhecido como o corrente de deriva corrente de deriva e é referida como e é referida como IIFF..

Do mesmo modo, as lacunas geradas no material do tipo Do mesmo modo, as lacunas geradas no material do tipo N N (portadores minoritários), através desta situação favorável, movem-(portadores minoritários), através desta situação favorável, movem-se através da junção na direcção oposta. Isto é conhecido como o se através da junção na direcção oposta. Isto é conhecido como o "corrente inversa" ("corrente inversa" (reverse currentreverse current) e é referenciada como I) e é referenciada como IDD. Esta . Esta transferência de electrões e lacunas através da junção PN é transferência de electrões e lacunas através da junção PN é conhecida como conhecida como difusãodifusão..

Polarização do diodo: Polarização do diodo: Sem polarização Sem polarização (Zero Biased Junction Diode)(Zero Biased Junction Diode)

Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor



Polarização do diodo: Polarização do diodo: Sem polarização Sem polarização (Zero Biased Junction Diode)(Zero Biased Junction Diode)



A barreira de potencial que existe agora desencoraja a difusão A barreira de potencial que existe agora desencoraja a difusão de mais quaisquer portadores maioritários através da junção. de mais quaisquer portadores maioritários através da junção. No entanto, a barreira de potencial ajuda os portadores No entanto, a barreira de potencial ajuda os portadores minoritários (poucos electrões livres da região - minoritários (poucos electrões livres da região - PP, e alguns , e alguns buracos da região - buracos da região - NN, à deriva, através da junção. , à deriva, através da junção.

Os portadores minoritários são constantemente gerados devido à energia térmica, pelo Os portadores minoritários são constantemente gerados devido à energia térmica, pelo que, este estado de equilíbrio pode ser quebrado por aumento da temperatura da junção que, este estado de equilíbrio pode ser quebrado por aumento da temperatura da junção PN, causando um aumento da geração de portadores minoritários, resultando assim num PN, causando um aumento da geração de portadores minoritários, resultando assim num aumento da corrente de fuga, mas aumento da corrente de fuga, mas uma corrente eléctrica não pode fluir uma corrente eléctrica não pode fluir uma vez que uma vez que nenhum circuito está ligado à junção PN.nenhum circuito está ligado à junção PN.

Depois, estabelecer-se-á um "equilíbrio" que será estabelecido quando se moverem em Depois, estabelecer-se-á um "equilíbrio" que será estabelecido quando se moverem em direcções opostas, os portadores maioritários em igual número, de modo que o resultado direcções opostas, os portadores maioritários em igual número, de modo que o resultado líquido é corrente zero a fluir no circuito. Quando isto ocorre, a junção é dita estar num líquido é corrente zero a fluir no circuito. Quando isto ocorre, a junção é dita estar num estado de "estado de "equilíbrio dinâmicoequilíbrio dinâmico".".




Quando um diodo é ligado numa condição de polarização Quando um diodo é ligado numa condição de polarização directa, uma tensão negativa é aplicada ao material do tipo directa, uma tensão negativa é aplicada ao material do tipo NN, , e uma tensão positiva é aplicada ao material do tipo e uma tensão positiva é aplicada ao material do tipo PP. Se esta . Se esta tensão externa se tornar maior do que o valor da barreira de tensão externa se tornar maior do que o valor da barreira de potencial, aprox. 0,7 volts para o silício e 0,3 V para o potencial, aprox. 0,7 volts para o silício e 0,3 V para o germânio, o potencial da barreira de oposição, será superada e germânio, o potencial da barreira de oposição, será superada e a corrente eléctrica começará a fluir.a corrente eléctrica começará a fluir.



Camada de DeplexãoCamada de Deplexão(muito pequena)(muito pequena)

Voltagem de Polarização Directa Voltagem de Polarização Directa Isto acontece porque a tensão negativa empurra ou repele os Isto acontece porque a tensão negativa empurra ou repele os electrões em direcção à junção, dando-lhes energia para a electrões em direcção à junção, dando-lhes energia para a atravessar e combinarem-se com as lacunas, que são também atravessar e combinarem-se com as lacunas, que são também empurradas na direcção da junção, na direcção oposta, pela empurradas na direcção da junção, na direcção oposta, pela tensão positiva. Isso resulta numa curva de características de tensão positiva. Isso resulta numa curva de características de fluxo de corrente zero, até ao ponto de tensão, o chamado fluxo de corrente zero, até ao ponto de tensão, o chamado "joelho" nas curvas estáticas, e em seguida um elevado fluxo "joelho" nas curvas estáticas, e em seguida um elevado fluxo de corrente através do diodo com um pequeno aumento na de corrente através do diodo com um pequeno aumento na tensão externa, a partir de 0,3 – 07 volts.tensão externa, a partir de 0,3 – 07 volts.

RR

++

--

IIDD max. max.

Diodo SemicondutorDiodo SemicondutorPolarização do diodoPolarização do diodo: : Polarização directa Polarização directa (Forward Biased Junction Diode)(Forward Biased Junction Diode)



Voltagem de Polarização Directa (Voltagem de Polarização Directa (VVFF volts volts) )

Corrente Directa Corrente Directa ((IIFF mA mA) )

Polarização do diodoPolarização do diodo: : Polarização directa Polarização directa (Forward Biased Junction Diode)(Forward Biased Junction Diode)Curva característica de um diodo de junção com polarização directaCurva característica de um diodo de junção com polarização directa



Camada de DeplexãoCamada de Deplexão(muito pequena)(muito pequena)

Voltagem de Polarização Directa Voltagem de Polarização Directa

A aplicação de uma tensão de polarização directa na junção do diodo, resulta na camada de deplexão A aplicação de uma tensão de polarização directa na junção do diodo, resulta na camada de deplexão se tornar muito fina e estreita, o que representa um trajecto de baixa impedância através da junção, se tornar muito fina e estreita, o que representa um trajecto de baixa impedância através da junção, permitindo assim altos fluxos de corrente. O ponto em que este aumento súbito da corrente tem lugar, permitindo assim altos fluxos de corrente. O ponto em que este aumento súbito da corrente tem lugar, está representada na curva I-V estática característica, acima do ponto de "joelho".está representada na curva I-V estática característica, acima do ponto de "joelho".

JoelhoJoelho

Diodo de Diodo de SilícioSilício Região de Região de

Polarização Polarização DirectaDirecta

Uma vez que o diodo pode conduzir corrente "infinita" acima deste ponto “joelho” pois torna-se Uma vez que o diodo pode conduzir corrente "infinita" acima deste ponto “joelho” pois torna-se efectivamente um curto-circuito, são usadas , resistências em série com o diodo afim de limitar o seu efectivamente um curto-circuito, são usadas , resistências em série com o diodo afim de limitar o seu fluxo de corrente. Ultrapassar o valor de corrente directa máxima especificada, resulta em fluxo de corrente. Ultrapassar o valor de corrente directa máxima especificada, resulta em sobreaquecimento e posterior falha do dispositivo.sobreaquecimento e posterior falha do dispositivo.




PP NN----

---- +

+++

+

+++

Região Carga Espacial

Junção PN em aberto

NP---- +

+++

VVFFPolarização DirectaPolarização Directa

Polarização do diodoPolarização do diodo: : Polarização directa Polarização directa ((Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor



Polarização do diodoPolarização do diodo:: Polarização inversa Polarização inversa (Reverse Biased Junction Diode)(Reverse Biased Junction Diode)



Voltagem de Polarização Inversa Voltagem de Polarização Inversa

Maior camada de DeplexãoMaior camada de Deplexão

O resultado líquido é que a camada de deplexão cresce mais, O resultado líquido é que a camada de deplexão cresce mais, devido a uma falta de electrões e lacunas, e apresenta um devido a uma falta de electrões e lacunas, e apresenta um caminho de alta impedância, quase um isolante. O resultado é caminho de alta impedância, quase um isolante. O resultado é criar uma alta barreira de potencial impedindo assim o fluxo criar uma alta barreira de potencial impedindo assim o fluxo de corrente através do material semicondutor.de corrente através do material semicondutor.

Quando um diodo é ligado numa condição de polarização Quando um diodo é ligado numa condição de polarização inversa, uma tensão positiva é aplicada ao material do tipo inversa, uma tensão positiva é aplicada ao material do tipo N, e uma tensão negativa é aplicado ao material de tipo P. A N, e uma tensão negativa é aplicado ao material de tipo P. A voltagem positiva aplicada ao material do tipo N atrai voltagem positiva aplicada ao material do tipo N atrai electrões para o eléctrodo positivo e aumenta a distância a electrões para o eléctrodo positivo e aumenta a distância a partir da junção, enquanto as lacunas também são atraídas partir da junção, enquanto as lacunas também são atraídas para eléctrodo negativo da fonte afastando-se assim da para eléctrodo negativo da fonte afastando-se assim da junção.junção.

Esta circunstância dá um valor elevado de resistência à junção PN e Esta circunstância dá um valor elevado de resistência à junção PN e praticamente zero a corrente fluir através do díodo de junção com um praticamente zero a corrente fluir através do díodo de junção com um aumento na tensão de polarização inversa. aumento na tensão de polarização inversa.




P N----

---- +

+++

+

+++

Região Carga Espacial

Junção PN em aberto

----

----

---- +

+++

+

+++

+

+++

P N

Polarização InversaPolarização Inversa VR

Polarização do diodoPolarização do diodo: : Polarização Inversa Polarização Inversa ((Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor



Voltagem Inversa (Voltagem Inversa (--VRVR))

No entanto, uma pequena corrente de fuga flui através da No entanto, uma pequena corrente de fuga flui através da junção, e que pode ser medida, na ordem de microamperes junção, e que pode ser medida, na ordem de microamperes ((A). Se a tensão de polarização inversa VR aplicada ao diodo A). Se a tensão de polarização inversa VR aplicada ao diodo for elevada para um valor suficientemente alto, fará a junção for elevada para um valor suficientemente alto, fará a junção PN superaquecer e falhar devido ao PN superaquecer e falhar devido ao efeito de avalanche efeito de avalanche em em torno da junção. Isto pode fazer com que o diodo entre em torno da junção. Isto pode fazer com que o diodo entre em curto-circuito e irá resultar na passagem da corrente máxima curto-circuito e irá resultar na passagem da corrente máxima no circuito.no circuito.

Polarização do diodoPolarização do diodo: : Polarização inversa Polarização inversa (Reverse Biased Junction Diode)(Reverse Biased Junction Diode)

Região de Região de Polarização Polarização

InversaInversa

--VZVZ

Região de Região de Reverse Reverse

BreakdownBreakdown

Por vezes, este Por vezes, este efeito de avalanche efeito de avalanche tem tem aplicações práticas em circuitos aplicações práticas em circuitos estabilizadores de tensão em que uma estabilizadores de tensão em que uma limitadora em série é utilizada com o diodo limitadora em série é utilizada com o diodo a limitar a corrente a um valor máximo pré-a limitar a corrente a um valor máximo pré-estabelecido, e assim, produzir uma saída de estabelecido, e assim, produzir uma saída de tensão fixa através do diodo de ruptura tensão fixa através do diodo de ruptura inversa. Estes tipos de diodos são inversa. Estes tipos de diodos são comumente conhecidos como comumente conhecidos como Diodos ZenerDiodos Zener..



Maior camada de DeplexãoMaior camada de Deplexão

Voltagem de Polarização Inversa Voltagem de Polarização Inversa




Funcionamento Funcionamento

http://www-g.eng.cam.ac.uk/mmg/teaching/linearcircuits/diode.html




O diodo Zener é como um diodo de sinal de uso geral, que consiste de uma junção PN de O diodo Zener é como um diodo de sinal de uso geral, que consiste de uma junção PN de silício. silício. Quando polarizado directamente, ele se comporta como um diodo de sinal padrãoQuando polarizado directamente, ele se comporta como um diodo de sinal padrão, , passando a corrente nominal, mas assim que a tensão inversa aplicada sobre o diodo passando a corrente nominal, mas assim que a tensão inversa aplicada sobre o diodo Zener exceder as da tensão nominal do dispositivo VZener exceder as da tensão nominal do dispositivo VZZ, (breakdown voltage) ou tensão de , (breakdown voltage) ou tensão de ruptura altura, é atingido um processo chamado de “ruptura altura, é atingido um processo chamado de “avalancheavalanche) na camada de depleção do ) na camada de depleção do semicondutor, e a corrente começa a fluir através do diodo, limitando assim o aumento na semicondutor, e a corrente começa a fluir através do diodo, limitando assim o aumento na tensão.tensão.

Diodo ZenerDiodo Zener

Esta tensão do ponto de ruptura VEsta tensão do ponto de ruptura VZZ, é chamada , é chamada de "tensão Zener“, e pode variar de menos do de "tensão Zener“, e pode variar de menos do que um, a centenas de volts.que um, a centenas de volts.

A corrente flui através do diodo zener A corrente flui através do diodo zener aumentando drasticamente para o aumentando drasticamente para o valor máximo (que é geralmente valor máximo (que é geralmente limitada por uma resistência em limitada por uma resistência em série) que atingindo a saturação série) que atingindo a saturação inversa, permanece constante.inversa, permanece constante.

Knee-Knee-10% I10% IZZ max max

--------------------25% I--------------------25% IZZ max max

--------------------100% I--------------------100% IZZ max max

IIZZ

VVZZ

Impedância Zener-DImpedância Zener-D==VVZZ/ / IIZZ



VVZZ

Z

ZZ I

VZ

Δ

Δ ZIΔ

ZVΔ

00++VVFF--VVRR

IIRR

IIFF

IIZminZmin

IIZmaxZmax

IdealIdeal RealReal

VVFF 0,3-0,7V 0,3-0,7V

Diodo ZenerDiodo ZenerCircuito EquivalenteCircuito Equivalente

Curva IV CaracterísticaCurva IV CaracterísticaCircuito equivalente modelo do diodo Zener e curva Circuito equivalente modelo do diodo Zener e curva

característica ilustrando (Zcaracterística ilustrando (ZZZ) – Resistência dinâmica.) – Resistência dinâmica.

Um ponto importante do zener é a inclinação da curva Volt-ampere na faixa de operação . Seja Um ponto importante do zener é a inclinação da curva Volt-ampere na faixa de operação . Seja ZZZZ = = VVZZ / / I IZZ o inverso da inclinação, onde Zo inverso da inclinação, onde ZZZ é a resistência dinâmica ; se houver uma mudança é a resistência dinâmica ; se houver uma mudança I IZZ na corrente de operação do doido, haverá uma mudança na corrente de operação do doido, haverá uma mudança V VZ Z = Z = ZZZ I IZ Z na tensão de na tensão de operação.operação.



Vout = Vz

RR

RRLLVVzz VVoutout

FONTE

SEM

REGULAÇÃO

VVinin

Vz

Vp

A tensão Vin deve ser sempre A tensão Vin deve ser sempre maior que a tensão VZ.maior que a tensão VZ.

Interessa que Vin não seja Interessa que Vin não seja muito maior que Vout.muito maior que Vout.

A diferença entre ambas as A diferença entre ambas as tensões é dissipada na tensões é dissipada na resistência R.resistência R.

O diodo de Zener é utilizado com "polarização inversa" , isto é o ânodo liga-se ao negativo da alimentação. A partir O diodo de Zener é utilizado com "polarização inversa" , isto é o ânodo liga-se ao negativo da alimentação. A partir curva IV características anterior, podemos ver que o diodo zener tem uma região na sua característica inversa, de curva IV características anterior, podemos ver que o diodo zener tem uma região na sua característica inversa, de uma tensão negativa constante, independentemente do valor da corrente que flui através do diodo e permanece uma tensão negativa constante, independentemente do valor da corrente que flui através do diodo e permanece quase constante, mesmo com grandes mudanças, desde que a corrente no zener permaneça entre os valores de IZ quase constante, mesmo com grandes mudanças, desde que a corrente no zener permaneça entre os valores de IZ (min) e a corrente máxima classificação IZ (max).(min) e a corrente máxima classificação IZ (max).

Diodo ZenerDiodo ZenerCircuito ReguladorCircuito Regulador




++

__



Efeito Zener e “Ripple”Efeito Zener e “Ripple”

Carga em curtoCarga em curto

Sem CargaSem Carga


++

++

Essencialmente, o diodo Zener é um regulador paralelo (com a carga RL). Na ausência de Essencialmente, o diodo Zener é um regulador paralelo (com a carga RL). Na ausência de carga toda a corrente passa através do Zener, e a potência é dissipada em RS. carga toda a corrente passa através do Zener, e a potência é dissipada em RS.




Regulação de linha Regulação de linha = = VVoutout//VVinin

Regulação de Carga Regulação de Carga = = VVoutout//IILL

Efeito Zener e “Ripple”Efeito Zener e “Ripple”

VVoutout

SLZ

LZrZout RRZ

RZVVV

)||(

)||(

ZZZZ

ReguladorRegulador

tt

VVinin

VVrrVVDCDC

tt

VVoutout

VVZZ

VVrr

VVZZ



Diodo ZenerDiodo ZenerCircuito ReguladorCircuito Regulador: Exercício: Exercício

++

__

VVZZVVoutout= -V= -VZZ

SS

VVinin

IIZZ

IIZZ

Dados: Dados: Curva I-V do diodo zener, RS=1kCurva I-V do diodo zener, RS=1k

Calcular: Calcular: Voltagem de saída VVoltagem de saída Voutout, com V, com Vinin =15V =15V e Ve Vinin= 20V= 20V

-10,5V-10,5V

:"Q", temos ao ponto Em relação

0VIRV

ga:nha de carecta ou liKVL dá a r

ZZSin

15 Va V10.0 V parV inout

20 Va V10.5 V parV inout

.outaída V 0.5V na stradae 5V na enVariação d

Qualquer Zener actual tem uma performance melhor do que isto.Qualquer Zener actual tem uma performance melhor do que isto.



Diodo ZenerDiodo ZenerCircuito ReguladorCircuito Regulador: Funcionamento: Funcionamento

VVin in

VVin in V VZZ

Corrente AumentaCorrente Aumenta Tensão constanteTensão constante

VVin in

VVin in V VZZ

Corrente diminuiCorrente diminui Tensão constanteTensão constante

Aumento da tensão de EntradaAumento da tensão de Entrada

Diminuição da tensão de EntradaDiminuição da tensão de Entrada

IIZminZmin I IZZ I IZmaxZmax



ElementoElementoSérieSérie

ElementoElementode Controlode Controlo

QQ11

Rc

Vz

Vin Vo

R2

R1R

RS

Circuito deCircuito deAmostragemAmostragem

Tensão deTensão deReferênciaReferência

CircuitoCircuitoComparadorComparador

Diodo ZenerDiodo ZenerCircuito Regulador ParaleloCircuito Regulador Paralelo: Com Amplificador Operacional: Com Amplificador Operacional



Elemento de ControloElemento de Controlo

R

RL

Vz

Vin

Q1

Vo

R2

R1

Circuito de AmostragemCircuito de AmostragemTensão de ReferênciaTensão de Referência

Diodo ZenerDiodo ZenerCircuito Regulador Série Circuito Regulador Série : Com Amplificador Operacional: Com Amplificador Operacional

VVoo = ———— · V = ———— · Vzz

RR11 + R + R22

RR22

O Circuito regulador Série, tem a vantagem de só consumir potência na presença de carga…O Circuito regulador Série, tem a vantagem de só consumir potência na presença de carga…

CircuitoCircuitoComparadorComparador



Além de produzir uma única tensão de saída estabilizada, os diodos zener também podem Além de produzir uma única tensão de saída estabilizada, os diodos zener também podem ser ligados em em série, como diodos de sinal normais de silício, para produzirem uma ser ligados em em série, como diodos de sinal normais de silício, para produzirem uma variedade de diferentes valores tensão de referência na saída, como mostrado abaixo.variedade de diferentes valores tensão de referência na saída, como mostrado abaixo.

BZX55 Zener Diode Power Rating 500mWBZX55 Zener Diode Power Rating 500mW2.4V2.4V 2.7V2.7V 3.0V3.0V 3.3V3.3V 3.6V3.6V 3.9V3.9V 4.3V4.3V 4.7V4.7V5.1V5.1V 5.6V5.6V 6.2V6.2V 6.8V6.8V 7.5V7.5V 8.2V8.2V 9.1V9.1V 10V10V11V11V 12V12V 13V13V 15V15V 16V16V 18V18V 20V20V 22V22V24V24V 27V27V 30V30V 33V33V 36V36V 39V39V 43V43V 47V47V

BZX85 Zener Diode Power Rating 1.3WBZX85 Zener Diode Power Rating 1.3W3.3V3.3V 3.6V3.6V 3.9V3.9V 4.3V4.3V 4.7V4.7V 5.1V5.1V 5.65.6 6.2V6.2V6.8V6.8V 7.5V7.5V 8.2V8.2V 9.1V9.1V 10V10V 11V11V 12V12V 13V13V15V15V 16V16V 18V18V 20V20V 22V22V 24V24V 27V27V 30V30V33V33V 36V36V 39V39V 43V43V 47V47V 51V51V 56V56V 62V62V

Os valores dos diodos Zener podem ser Os valores dos diodos Zener podem ser escolhidos individualmente para atender a escolhidos individualmente para atender a um valor pedido, enquanto o diodo de silício um valor pedido, enquanto o diodo de silício tem sempre uma queda de 0.6 - 0.7V na tem sempre uma queda de 0.6 - 0.7V na condição de polarização direta.condição de polarização direta.

A tensão de alimentação, Vin deve, A tensão de alimentação, Vin deve, evidentemente, ser maior do que a evidentemente, ser maior do que a maior potência e tensão de referência, maior potência e tensão de referência, no nosso exemplo é 19v.no nosso exemplo é 19v.

Diodo ZenerDiodo ZenerCircuito Regulador- Valores standardCircuito Regulador- Valores standard



Os circuitos de Os circuitos de fixação fixação e de e de limitação,limitação, e protecção, e protecção, são usados para moldar ou são usados para moldar ou modificar uma entrada de onda AC (ou qualquer sinusoide) para uma forma de onda de modificar uma entrada de onda AC (ou qualquer sinusoide) para uma forma de onda de saída diferente, dependendo do arranjo do circuito. saída diferente, dependendo do arranjo do circuito.

Diodo ZenerDiodo ZenerCircuitos LimitadoresCircuitos Limitadores



Diodo ZenerDiodo ZenerTestesTestes

Os testes devem de ser executados com um multímetro digital Normal …Os testes devem de ser executados com um multímetro digital Normal …

Zener de 5,1VZener de 5,1V







BibliografiasBibliografias

http://www.williamson-labs.com/480_xtor.htmhttp://www.williamson-labs.com/480_xtor.htm

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http://content.tutorvista.com/physics_12/content/media/pn_junct_diode.swfhttp://content.tutorvista.com/physics_12/content/media/pn_junct_diode.swf

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/photdet.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/photdet.html

http://www.thorlabs.com/tutorials.cfm?tabID=31760http://www.thorlabs.com/tutorials.cfm?tabID=31760

http://www.passo-a-passo.com/mec/3.2.3/05_teoria_frame.htmhttp://www.passo-a-passo.com/mec/3.2.3/05_teoria_frame.htm

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