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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO. CINCIA E TECNOLOGIA CAMPUS IMPERATRIZ

EUDOCIO RAFAEL OTAVIO DA SILVA FERNANDO HENRIQUE BARROS MORAIS GABRIELE OLIVEIRA SILVA HUGO ROSA ALVES ALMADA NATALY ALENCAR TROVO

APLICAO DO DIODO ZENER EM FONTES DE TENSO

IMPERATRIZ- MA 2011

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EUDOCIO RAFAEL OTAVIO DA SILVA FERNANDO HENRIQUE BARROS MORAIS GABRIELE OLIVEIRA SILVA HUGO ROSA ALVES ALMADA NATALY ALENCAR TROVO

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SUMRIO INTRODUO.............................................................................................................03 1. O DIODO ZENER.............................................................................................04 a. GRFICO I-V........................................................................................04 b. A RESISTNCIA ZENER...................................................................05 c. O REGULADOR ZENER....................................................................06 d. O DIODO IDEAL..................................................................................07 CONCLUSO...............................................................................................................09 REFERNCIAS...........................................................................................................10

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INTRODUO Os diodos retificadores so os tipos mais comuns de diodos. Eles so usados nas fontes de alimentao para converter a tenso Ca em cc. Mas retificao no a nica funo de um diodo. Dicutir-se- no decorrer deste trabalho as caractersticas de um destes diodos o diodo Zener, que otimizado para funcionar com suas propriedades de ruptura. Os diodos Zener so muito importantes porque so os principais componentes na regulagem de tenso.

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1. O DIODO ZENER Os diodos de pequeno sinal e retificadores nunca operam

intencionalmente na regio de ruptura porque isso os danifica. Um diodo Zener diferente. Ele um diodo de silcio que o fabricante otimizou para operar na regio de ruptura. Algumas vezes chamado diodo de ruptura, o diodo Zener o elemento principal dos reguladores de tenso, circuitos que mantm a tenso na carga quase constantemente, independentemente da alta variao na tenso de linha e na resistncia de carga. a. GRFICO I-V A figura 1.1a mostra o smbolo esquemtico de um diodo Zener. A Figura 1.1b um smbolo alternativo. Em qualquer um desses smbolos, a linha lembra a letra z, de Zener, variando o nvel de dopagem de um diodo de silcio, um fabricante pode produzir diodos Zener com tenses de ruptura de cerca de 2 V at 200 V. Esses diodos podem operar em qualquer uma das trs regies: direta, de fuga e de ruptura. A figura 1.1c mostra o grfico I-V de um diodo Zener. Na regio direta, ele comea a conduzir prximo a 0,7 V, exatamente como um diodo de silcio comum. Na regio de fuga (entre zero e a ruptura) a corrente nele pequena e reversa. Num diodo Zener, a ruptura apresenta a curva do joelho muito acentuada, seguida de uma linha quase vertical em corrente. A tenso quase constante, aproximadamente igual a VZ, sobre a maior parte da regio de ruptura. As folhas de dados geralmente especificam o valor de VZ em uma corrente particular de teste e IZT.

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Figura 1.1

b. A RESISTNCIA ZENER Como todos os diodos apresentam uma resistncia de corpo nas regies p e n, a corrente atravs de um diodo Zener produz uma pequena queda de tenso, alm da tenso de ruptura. Dizendo isso de outro modo, quando o diodo Zener est operando na regio de ruptura da Figura 1.1c, um aumento na corrente produz um ligeiro aumento de tenso. O aumento muito pequeno, tipicamente da ordem de alguns dcimos a 1 V. Isso pode ser importante quando se est projetando, mas no faz muita diferena quando se verifica defeitos ou mesmo quando se faz uma anlise preliminar. A no ser quando indicado, nossas discusses ignoram a resistncia Zener.

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c. O REGULADOR ZENER Um diodo Zener s vezes tambm chamado diodo regulador de tenso, porque ele mantm uma tenso de sada constante, embora a corrente nele varie. Para uma operao normal, voc deve polarizar o diodo Zener reversamente, conforme mostrado na figura 1.2a. Alm disso, para obter uma operao na ruptura, a tenso da fonte VS deve ser maior que a tenso de ruptura Zener VZ. Um resistor RS em srie sempre usado para limitar a corrente de Zener num valor abaixo de sua corrente mxima nominal. Caso contrrio, o diodo Zener queimaria como qualquer outro dispositivo submetido a uma dissipao de potncia muito alta. A Figura 1.2b mostra de um modo alternativo de desenhar o circuito com os pontos do terra. Se um circuito aterrado, ele geralmente facilita a obteno de medies de tenso nos ns do circuito em relao ao terra. De fato, se voc est usando um voltmetro com um borne de aterramento, seu terminal comum pode ser aterrado. Nesse caso preciso medir as tenses dos pontos em relao ao terra. Figura 1.2

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Por exemplo, suponha que se deseja saber a tenso no resistor em srie da Figura 1.2b. Aqui est o modo de medir essa tenso quando voc tem um circuito montado. Primeiro, se mede a tenso do lado esquerdo de R S para o terra. Segundo, se mede a tenso do lado direito de RS para o terra. Terceiro, se subtrai esses dois valores de tenso em RS. Esse mtodo indireto se faz necessrio porque o terminal comum de muitos voltmetros aterrado. A Figura 1.2c mostra a sada de uma fonte de alimentao conectada num resistor em srie e num diodo Zener. Esse circuito usado quando se quer, na sada, uma tenso mdia menor que a tenso de alimentao da fonte de alimentao. Um circuito como esse chamado regulador de tenso a Zener, ou simplesmente regulador Zener. Na Figura 1.2, a tenso no resistor em srie igual diferena entre a tenso da fonte e a tenso no Zener. Logo, a corrente atravs do resistor :

Uma vez obtido o valor da corrente no resistor em srie, voc obtm tambm o valor da corrente no Zener. Isso ocorre porque a Figura 1.2 um circuito em srie e sabe-se que a corrente num circuito em srie a mesma em qualquer ponto do circuito. d. O DIODO IDEAL Para um procedimento de verificao de defeitos ou numa anlise preliminar, podemos aproximar a ruptura como uma regio vertical. Portanto, a tenso constante mesmo que a corrente varie, o que equivale a desprezar a resistncia do Zener. A Figura 1,3 mostra a aproximao ideal de um diodo Zener. Ela diz que o diodo Zener operando na regio de ruptura como uma bateria. Num circuito, isso significa que voc pode substituir mentalmente um

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diodo Zener por uma fonte de tenso de valor VZ, desde que o diodo Zener opere na regio de ruptura. A Figura 5.3b mostra a segunda aproximao de um diodo Zener. Uma resistncia Zener (relativamente pequena) fica em srie com uma bateria ideal. Essa resistncia produz uma queda de tenso igual ao produto da corrente e da resistncia.

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CONCLUSO Com o estudo deste assunto para a realizao deste trabalho, pode-se ser feito um aprofundamento nos conhecimentos tcnicos. Cada informao colhida de suma importncia para a profisso de tcnico em eletromecnica. Durante as pesquisas realizadas, detalhes de como o diodo Zener aplicado em fontes de tenso foram levantados; os diodos Zener so muito importantes porque so a chave da regulao de tenso, por isso devem ser estudados pelos tcnicos com afinco.

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REFERNCIAS ELETRNICA I. MALVINO, Albert Paul. 4 Ed. So Paulo: Pearson Education do Brasil, 1997.