FORMAÇÃO - PRÁTICAS DE ELECTRICIDADE
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Manuel Teixeira e Paulo Peixoto ATEC
ficha prática n.º 28
{INTRODUÇÃO À ELECTRÓNICA}
Além dos díodos de junção anteriormente analisados existem díodos para aplicações específicas que serão analisados nas próximas edições. Destacam-se os díodos de Zener, díodos Schottky e os díodos emissores de luz.
5› DÍODOS DE ZENER 5.1› Introdução Os díodos para pequenos sinais e os díodos de rectificação nunca operam propositadamente na zona de disrupção porque isso poderia danificá-los. Existe no entanto um díodo que o fabricante optimizou para operar na zona de disrupção. Este díodo é designado por Zener e é o componente essencial dos reguladores de tensão electrónicos, circuitos que mantêm a tensão da carga quase constante apesar de das variações na tensão da rede eléctrica de alimentação e na resistência de carga.
Figura 30 . Símbolos do díodo de Zener.
› POLARIZAÇÃO INVERSA Entre os 0 V e a zona de disrupção, o díodo apenas tem uma pequena corrente inversa. Num díodo Zener a disrupção ou a tensão Zener, apresenta uma grande curvatura, seguida de um aumento de corrente quase na vertical. Note-se que a tensão é quase constante, aproximadamente igual a UZ na maior parte da disrupção. Variando o nível de dopagem dos díodos de silício, os fabricantes produzem díodos Zener com tensões de disrupção ou tensões Zener entre cerca de 2 V até 1.000 V. As folhas de dados especificam normalmente o valor de UZ e uma corrente IZ por vezes referida como IZT - corrente de teste.
5.2› Característica U/I do díodo de Zener › POLARIZAÇÃO DIRECTA Na região de polarização directa o díodo Zener começa a conduzir aproximadamente a 0,7 V, tal como um díodo vulgar de silício. Os circuitos seguintes representam este funcionamento: Figura 33 . Funcionamento da região de polarização inversa de um díodo de junção.
Figura 31 . Funcionamento da região de polarização directa de um díodo de junção. Figura 34 . FFuncionamento da região de polarização inversa de um díodo Zener
5.3› Circuito de Estabilização de Tensão com díodo de Zener › ANÁLISE TEÓRICA Figura 32 . Funcionamento da região de polarização directa de um díodo Zener.
Na figura seguinte é apresentado um circuito de estabilização com a utilização de um díodo de Zener. A tensão de entrada é variável, con-
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1. Cálculo da tensão máxima na resistência limitadora RS:
teste de conhecimentos n.º 5 1. Considere o circuito ilustrado na Figura 37 onde foram ligados qua-
2. Cálculo da corrente na resistência de carga:
tro díodos à saída de uma fonte de alimentação contínua de saída 20 V. Determine o valor das tensões UA , UB, UC e UD.
3. Cálculo da corrente na resistência limitadora RS:
4. Cálculo da resistência limitadora RS:
Será utilizada uma resistência com valor óhmico de 110 1. Figura 37 . Circuito C em análise.
› Cálculo para o Caso limite A: Devido a uma queda de tensão em RS, a tensão de entrada deverá ser, no mínimo, maior do que esta queda de tensão. A tensão mínima de entrada é calculada considerando que a corrente que atravessa o díodo de Zener é nula: 1. Cálculo da tensão mínima na resistência limitadora RS:
2. A carga do circuito estabilizador representado na F<igura 38 varia entre 100 1 e 250 1. Qual o valor da potência de perdas máxima no díodo de Zener? a) P = 0,14 W b) P = 0,11 W c) P = 0,74 W d) P = 0,94 W e) P = 1,4 W
2. Cálculo da tensão mínima de entrada: Figura 38 . Circuito estabilizador de tensão.
solução do teste anterior 1. A corrente directa máxima que o semicondutor pode suportar em condições de funcionamento normal (temperatura ambiente - TA = 75º C) é de 1 A. Este parâmetro é designado em terminologia inglesa como Average Forward Current – IF.
2. Quando um díodo ideal está polarizado directamente:
Bibliografia do artigo › Malvino (2000). Princípios de Electrónica (Vol. 1 e 2). McGraw-Hill (Sexta edição) Página Electrónica Pesquisada › www.datasheetcatalog.com
a) b) c) d) e)
bloqueia a corrente conduz corrente equivale a um interruptor aberto apresenta alta resistência equivale a um interruptor fechado
FALSO VERDADEIRO FALSO FALSO VERDADEIRO