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

IZT

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 IZT

Pzmáx= máxima potencia que pode dissipar

Pzmáx=Vznom.Izmáx

Em geral Izmin=Izmáx/10 

Características Elétricas

IZT= corrente de teste

Modelos do Zener (polarização reversa)

≡

simplificado Considera a resistência do Zener

Em polarização direta o Zener se comporta como diodo comum

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

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)

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.

Solução:

Estando o Zener operando normalmente (VL=VZ=6,2V) a corrente IS valerá:

mAK

VVI S 6,96

06,0

2,612

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)

Circuito com Izmin

IL= 96,6 – 8 =88,6mA o que significa uma resistência de

706,88

2,6

mA

VRL Valor mínimo antes de perder a regulação

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?

Consideremos o caso limite superior de corrente no Zener.

A corrente na carga será igual a: IL= 96,6 – 80 =16,6mA

3766,16

2,6

mA

VRL

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

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

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

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)

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

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

Encapsulamentos

TO-220 Plastic Package

78XX79XX

Aplicações

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

Aplicações

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

Aplicações

Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html

Aplicações Típicas

Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html

Aplicações

Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html

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: http://www.national.com/mpf/LM/LM317.html#Overview

Regulação de Linha

100% xVe

Vsrlinha

100)min(

)min()(%arg x

alnocorrenteVs

imacorrenteVsmáximacorrenteVsarc

Regulação de Carga

Encapsulamentos

1,25V

I2

2

25,12

R

VI

IADJ

IADJ=0 I1=I2

U1

2

25,1.11R

VRU

VS

VS=1,25V + U1 )2

11.(25,1R

RVS

Circuito Básico

Se R1 for ajustável a saída será ajustável

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

Fonte: http://ivairijs.vilabol.uol.com.br/regulador1.html