1. DIODO ZENER
Conceitos Básicos – Tabela de diodos Zener
O diodo Zener1 é um dispositivo semicondutor de dois terminais, também
conhecido como diodo regulador de tensão.
Foi concebido para operar na região de tensão reversa de ruptura, de tal
maneira que este passe a fornecer uma tensão praticamente constante 2 entre
seus terminais.
A figura abaixo ilustra os aspecto físico da construção de um diodo Zener
e sua curva característica, onde Vz é a tensão de operação do diodo quando
polarizado na região reversa.
Figura 1
O valor da tensão Vz é muito dependente de processos de fabricação e da
resistividade do material devido a processos de dopagem.
Embora o diodo Zener tenha sido concebido para operar na região de
polarização reversa, quando polarizado diretamente, funciona como um diodo
comum.
Princípio de funcionamento: O funcionamento de um diodo Zener
apóia-se na aplicação de uma tensão reversa em uma junção PN.
1
Esta denominação é utilizada, pois o efeito Zener foi primeiramente observado em 1.934 pelo
físico americano Clarence Melvin Zener (1.905 – 1.993)
2
Esta tensão pode sofrer pequenas variações devido a resistividade do material,
processos de fabricação, mas principalmente devido a influência da temperatura.
Diodo Zener – Conceitos Básicos – Tabela de diodos Zener 1
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2. A partir de um certo valor de tensão, teremos um certo fluxo de corrente,
devido a duas causas distintas:
1. EFEITO ZENER: É o escape de elétrons presos à cadeia atômica, devido a
elevada energia do campo elétrico aplicado.
2. EFEITO AVALANCHE: Como o próprio nome indica, trata-se de uma
avalanche provocada por uns elétrons livres que sofrem aceleração suficiente
para arrancar outros elétrons da estrutura atômica.
A figura abaixo ilustra o efeito avalanche. Observe que devido a isso, na
região de transição a tensão é constante (efeito regulador da tensão).
Figura 2
A corrente reversa pelo diodo cresce abruptamente (conforme mostra a
curva da figura 1. Para que se mantenha esta corrente dentro de certos limites
sem o risco de destruição do diodo, torna-se necessária a limitação da mesma
através de um resistor externo (Rs), que é inserido entre a entrada da tensão
(Vin) e o diodo Zener.
Figura 3
Cálculo do resistor Rs:
Pelo resistor Rs circulam as correntes de Zener (Iz) e a corrente da carga
(Irc). Quando Iz aumenta Irc diminui e vice-versa, de forma a manter sempre a
Diodo Zener – Conceitos Básicos – Tabela de diodos Zener 2
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3. constante da tensão nos terminais de Rs fazendo com que a corrente na carga
seja constante.
Vin - Vz
Rs =
Irc max + Iz
Onde:
RS é o resistor de polarização
Vz é a tensão de Zener que estará presente na carga
Iz é a corrente no diodo Zener
Irc Max é a corrente máxima na carga
Potência dissipada pelo diodo Zener:
A máxima potência a ser dissipada pelo diodo Zener é dada pela fórmula:
Pz max = Iz max . Vz
Quando a potência máxima é ultrapassada, ocorre um aumento da
temperatura da junção provocando danos irreversíveis no diodo.
Veja a seguir uma tabela de referência para diodos Zener comerciais mais
utilizados, com suas tensões de trabalho e potência de dissipação.
TABELA DOS PRINCIPAIS DIODOS ZENER
Diodo Zener – Conceitos Básicos – Tabela de diodos Zener 3
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5. Esses valores referem-se a operação normal do diodo a temperatura
ambiente.
Por exemplo, se quisermos calcular e corrente de operação de um diodo
Zener, basta utilizar a fórmula do cálculo de potência – 1ª Lei de Ohm.
Tomemos como exemplo o diodo 1N4744
Tensão de Zener: 15V
Potência de dissipação: 1W
P 1
Calculando a corrente: P = E.I I = = = 66,667mA
E 15
Diodo Zener – Conceitos Básicos – Tabela de diodos Zener 5
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6. Esses valores referem-se a operação normal do diodo a temperatura
ambiente.
Por exemplo, se quisermos calcular e corrente de operação de um diodo
Zener, basta utilizar a fórmula do cálculo de potência – 1ª Lei de Ohm.
Tomemos como exemplo o diodo 1N4744
Tensão de Zener: 15V
Potência de dissipação: 1W
P 1
Calculando a corrente: P = E.I I = = = 66,667mA
E 15
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