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Diodo Zener Diodos Zener são diodos projetados para operar na região de ruptura, onde grandes variações de corrente produzem pequenas variações de tensões.

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1 Diodo Zener Diodos Zener são diodos projetados para operar na região de ruptura, onde grandes variações de corrente produzem pequenas variações de tensões desta forma permitindo que se construa um regulador de tensão I ZT

2 Izmin=menor corrente que mantém a tensão Vz = Izk=corrente de joelho Izmáx= maxima corrente permitida sem que ocorra a destruição por efeito Joule Vznom = tensão Zener nominal = tensão especificada a I ZT Pzmáx= máxima potencia que pode dissipar Pzmáx=Vznom.Izmáx Em geral Izmin=Izmáx/10 Características Elétricas I ZT = corrente de teste

3 Modelos do Zener (polarização reversa) simplificado Considera a resistência do Zener Em polarização direta o Zener se comporta como diodo comum

4 Os valores de potência mais conhecidos são: 0,25W - 0,5W - 1W - 5W - 10W- 50W. Os valores de tensão Zener estão compreendidos entre 3,3V e 75V Exemplos de Zeners comerciais: 1N4729A para 3,6V - 1N4730A para 3,9V - 1N4735A para 6,2V Se escolhermos o 1N4735A de 1W a máxima corrente que ele pode conduzir Izmax=1W/6,2V = 161mA e a mínima aproximadamente 16mA

5 Circuito regulador com Zener Rs deve ser dimensionada de forma que o circuito mantenha a regulação mesmo que a carga varie entre um máximo e um mínimo ao mesmo tempo que a tensão de entrada varie entre dois limites (Vemáx e Vemin)

6 Exercício Considerando o Zener 1N4735 de 0,5W (VZ=6,2V IZmáx=80mA e IZmin=8mA) no circuito a seguir calcule os limites que pode ter RL para que o Zener possa operar dentro da região de regulação.

7 Solução: Estando o Zener operando normalmente (VL=VZ=6,2V) a corrente IS valerá: O que acontece se RL diminuir de valor? A corrente de carga aumenta, diminuindo a corrente no Zener, logo o RLmin está associado à menor corrente no Zener (Izmin)

8 Circuito com Izmin IL= 96,6 – 8 =88,6mA o que significa uma resistência de Valor mínimo antes de perder a regulação

9 Se RL aumentar diminui a corrente na carga, aumentando a corrente no Zener. logo o RLmáx está associado à maior corrente no Zener (Izmáx) Se RL for infinito (circuito aberto) toda a corrente em RS (96,6mA) circulará no Zener o que significará a destruição do mesmo. Qual o RL máximo?

10 Consideremos o caso limite superior de corrente no Zener. A corrente na carga será igual a: IL= 96,6 – 80 =16,6mA

11 No circuito o diodo é ideal com Vz = 12V, Rs = 920 ohms e RL = 2400 ohms. Determine a corrente na carga, no diodo zener e da fonte para Vin = 25V

12 Para o circuito, determine a faixa de Vi que manterá VL em 8V e não exceda potência máxima nominal do diodo zener Obs: Considerar Izmin=Izmáx/10

13 No circuito a corrente IL é igual a 100mA. A tensão de saída Vs é de 12V e a tensão Ve varia entre 20 e 25V. Se Rs= 72 ohms, determinar a potência máxima dissipada no diodo zener

14 Regulador de Três Terminais Geram uma tensão de referencia fixa entre dois terminais a partir de uma entrada não regulada Entrada não regulada saída regulada IN = terminal de entrada OUT = terminal de saida ADJ (GND) = terminal de ajuste (terra)

15 Principal aplicação: Substituição de uma única fonte local por varias no local onde é necessária

16 Regulador de Três Terminais – Tensão Fixa São os reguladores da família 78XX e 79XX – XX são os valores da tensão 78XX – Tensão positiva 79XX – Tensão negativa Proteção contra curto circuito na saída. Tensões: 5V/6V/12V/15V/24V. Vinmin=XX+3V. Vinmáx: 35V Imáx: 1A PDmáx: 15W (PD=Vin – Vout).IL

17 Encapsulamentos TO-220 Plastic Package 78XX 79XX

18 Aplicações C1 deve ser usado se o filtro estiver longe. C2 melhora a resposta melhora a resposta a transientes

19 Aplicações Para manter a regulagem: VIN - Vout >3V onde Vout =5V+VL

20 Aplicações Fonte:

21 Aplicações Típicas Fonte:

22 Aplicações Fonte:

23 Regulador de Três Terminais - Ajustável Estes reguladores fornecem uma tensão de referencia de 1,25V entre os dois terminais OUT e ADJ. Os principais CIs são LM117 e LM317 Podem fornecer tensões entre 1,25V a 37V com corrente até 1,5A. Quando a entrada variar de 3V a 40V. Variação na saída de no máximo 1%. Garantia de no maximo 0,01% de regulação de linha (melhor que os fixos) Garantia de no maximo 0,3% de regulação de carga. Proteção contra curto circuito na saída. 1,25V Fonte:

24 Regulação de LinhaRegulação de Carga

25 Encapsulamentos

26 1,25V I2 IADJ IADJ=0 I1=I2 U1 VS VS=1,25V + U1 Circuito Básico Se R1 for ajustável a saída será ajustável

27 Quais os limites para a tensão na saída (Vs)?

28 Fonte:


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