Circuitos com diodos e Diodos Zener
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Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina Departamento de Eletrônica Eletrônica Básica e Projetos Eletrônicos Circuitos com diodos e Diodos Zener Clóvis Antônio Petry, professor. Florianópolis, abril de 2007. Nesta aula Seqüência de conteúdos: 1. Ceifadores; 2. Grampeadores; 3. Multiplicadores de tensão; 4. Diodos Zener; 5. Reguladores com diodos zener. Bibliografia www.cefetsc.edu.br/~petry Ceifadores Circuitos ceifadores: • Tem a capacidade de ceifar (cortar) uma parte do sinal; • Podem ser em série ou em paralelo. Ceifador série Ceifadores Ceifador série com fonte: Ceifadores Ceifador série com fonte: Ceifadores Ceifador série com fonte, exemplo: Ceifadores Ceifador série com fonte, exemplo: Ceifadores Ceifador paralelo Ceifadores Ceifador paralelo com fonte, exemplo: Ceifadores Ceifador paralelo com fonte, exemplo: Ceifadores - resumo Grampeadores Circuitos grampeadores: • Tem a capacidade de grampear um sinal em um valor cc diferente. Grampeadores Diodo em condução: Grampeadores Diodo bloqueado: Grampeadores A excursão total da saída é igual à excursão total do sinal na entrada. Grampeadores – alguns circuitos Multiplicadores de tensão Dobrador de tensão de meia onda: Multiplicadores de tensão Dobrador de tensão de meia onda: Semiciclo positivo. Semiciclo negativo. Multiplicadores de tensão Dobrador de tensão de onda completa: Multiplicadores de tensão Dobrador de tensão de onda completa: Semiciclo positivo. Semiciclo negativo. Multiplicadores de tensão Triplicador de tensão: Diodos zener Região de operação zener: Diodos zener Sentido de condução: Diodos zener Modelos equivalentes do diodo zener: Completo Simplificado Diodos zener Curva característica de um diodo zener: Diodos zener Características elétricas: • Tensão zener nominal – Vz [V]; • Corrente de teste – IZT [mA]; • Impedância dinâmica – ZZT @ IZT [Ω]; • Corrente de joelho – ZZK [mA]; • Impedância de joelho máxima – ZZK @ IZK [Ω]; • Corrente reversa máxima – IR @ VR [μA]; • Tensão de teste – VR [V]; • Corrente máxima de regulação – IZM [mA]; • Coeficiente de temperatura típico - %/oC. Diodos zener Coeficiente de temperatura versus corrente zener: Diodos zener Impedância dinâmica versus corrente zener: Diodos zener Aspectos de diodos zener: Diodos zener Regulador zener: Comportamento do zener em condução e bloqueado. Diodos zener Circuito regulador zener básico: Vi e RL fixos Diodos zener Circuito regulador zener básico: Vi e RL fixos RL ⋅ Vi V = VL = R + RL VL = VZ Para verificar se o zener está ligado, retira-se o mesmo do circuito e calcula-se a tensão sobre o zener. Se a tensão for maior que a tensão zener, ele estará ligado. VL ≥ VZ Diodos zener Circuito regulador zener básico: Vi e RL fixos IR = IZ + IL IZ = IR − IL VL IL = RL Se: VL ≥ VZ VR Vi − VL = IR = R R PZ = VZ ⋅ I Z Diodos zener Circuito regulador zener básico, exemplo: Vi e RL fixos Diodos zener Circuito regulador zener básico, exemplo: Vi e RL fixos Como: 8,73 < 10 VL < VZ RL ⋅ Vi 1,2k ⋅ 16 V= = = 8,73V R + RL 1k + 1,2k VL = V = 8,73V O diodo está bloqueado. Diodos zener Circuito regulador zener básico, exemplo: Vi e RL fixos VR = Vi − VL = 16 − 10 = 6V VL 10 IL = = = 3,33 mA RL 3k RL ⋅ Vi 3k ⋅ 16 V= = = 12V R + RL 1k + 3k VL = V = 12V Como: 12 > 10 O diodo está conduzindo. VR 6 IR = = = 6 mA R 1k I Z = I R − I L = 6m − 3,33m I Z = 2,67 mA PZ = VZ ⋅ I Z = 10 ⋅ 2,67 m = 26,7 mW Diodos zener Circuito regulador zener básico: Vi fixo e RL variável I Lmax VL VZ = = RL RLmin VR = Vi − VZ RL ⋅ Vi VL = VZ = R + RL RLmin R ⋅ VZ = Vi − VZ VR IR = R IZ = IR − IL I Lmin = I R − I ZM RLmax VZ = I Lmin Diodos zener Circuito regulador zener básico, exemplo: Vi fixo e RL variável I Lmin = I R − I ZM = 40m − 32m = 8 mA RLmax VZ 10 = = = 1,25 k Ω I Lmin 8m Pmax = VZ ⋅ I Z = 10 ⋅ 32m = 320 mW RLmin R ⋅ VZ 1k ⋅ 10 = = = 250 Ω Vi − VZ 50i − 10 VR = Vi − VZ = 50 − 10 = 40V VR 40 IR = = = 40 mA R 1k Diodos zener Circuito regulador zener básico: Vi variável e RL fixo RL ⋅ Vi VL = VZ = R + RL Vimin RL + R ) ⋅ VZ ( = RL I Rmax = I ZM + I L Vimax = I Rmax ⋅ R + VZ Diodos zener Circuito regulador zener básico, exemplo: Vi variável e RL fixo Vimin = ( RL + R ) ⋅ VZ = (1200 + 220 ) ⋅ 20 = 23,67V RL 1200 VL VZ 20 IL = = = = 16,67 mA RL RL 1,2k I Rmax = I ZM + I L = 60 m + 16,67 m = 76,67 mA Vimax = I Rmax ⋅ R + VZ = 76,67 m ⋅ 0,22k + 20 = 36,87V Na próxima aula Seqüência de conteúdos: 1. Resistores; 2. Capacitores; 3. Outros componentes; 4. Testes; 5. Identificação, entre outros.
