Caracteristicas do Diodo Zener - e-learning-IEFP

Caracteristicas do Díodo Zener
Os díodos para pequenos sinais e os díodos de rectificação nunca
operam intencionalmente na zona de disrupção, porque isso poderia
danificá-los. O díodo zener é diferente; trata-se de um díodo de silício
que o fabricante optimizou para operar na zona de disrupção.
O díodo de zener é o componente essencial dos reguladores de tensão
electrónicos, que mantêm a tensão da carga quase constante apesar
de haver grandes variações na tensão da rede de alimentação e na
resistência de carga.
Característica I-U
A Figura 1a) representa o símbolo de um díodo zener; a Figura 1b) é
um símbolo alternativo.
Em ambos os símbolos, as linhas assemelham-se a uma letra z,
representativa de “zener”.
Variando o nível de dopagem dos díodos de silício, os fabricantes
produzem díodos zener com tensões de disrupção de 2V até mais de
1000V.
Estes díodos podem operar em qualquer
funcionamento: directa, de fugas e disrupções.
das
três
zonas
de
a)
b)
Fig.1 – Díodo Zener: a) Símbolo gráfico; b) símbolo alternativo.
A Figura 2 representa a característica I-U de um díodo de zener. Na
zona directa o díodo começa a conduzir à volta de 0,7V, tal como um
vulgar díodo de silício.
Na zona de fugas (entre zero e a disrupção) o díodo apenas tem uma
pequena corrente inversa.
Num díodo zener a disrupção apresenta um joelho muito aguçado,
seguido de um aumento da corrente quase na vertical. Note-se que a
Notas:
tensão é quase constante, aproximadamente igual a Uz na maior
parte da zona de disrupção.
As folhas de dados geralmente especificam o valor de Uz a uma
corrente de teste particular IZT.
A Figura 2 também exibe a corrente inversa máxima IZM. Enquanto a
corrente inversa for inferior a IZM, o díodo opera na sua zona de
segurança.
Se a corrente for maior que IZM, o díodo será danificado. Para evitar
uma corrente inversa excessiva deve-se usar uma resistência de
limitação da corrente.
Fig.2 – Característica da corrente em função da tensão.
Resistência de Zener
Na terceira aproximação de um díodo de silício, a tensão directa do
díodo é igual à tensão de joelho mais a tensão adicional aos terminais
da resistência de volume.
Analogamente, na zona de disrupção a tensão inversa do díodo é
igual à tensão de disrupção mais a tensão adicional aos terminais da
resistência de volume.
Na zona inversa a resistência de volume refere-se por resistência
zener.
Esta resistência é igual ao inverso do declive da característica na zona
de disrupção, ou seja, quanto mais vertical for a zona de disrupção
menor será a resistência zener.
Notas:
Notas:
Fig.3 – Característica de Zener com uma resistência menor.
Na Figura 3, a resistência zener exprime que um aumento da corrente
inversa produz um ligeiro aumento da tensão inversa.
O aumento da tensão é muito pequeno, tipicamente igual a apenas
algumas décimas de volt.
Este ligeiro aumento pode ser importante no projecto, mas não
interessa na reparação de avarias nem nas análises preliminares.
Salvo indicações em contrário, todas as análises feitas a seguir
desprezam a resistência zener.