Circuitos com diodos e Diodos Zener

Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina
Departamento de Eletrônica
Eletrônica Básica e Projetos Eletrônicos
Circuitos com diodos e
Diodos Zener
Clóvis Antônio Petry, professor.
Florianópolis, abril de 2007.
Nesta aula
Seqüência de conteúdos:
1. Ceifadores;
2. Grampeadores;
3. Multiplicadores de tensão;
4. Diodos Zener;
5. Reguladores com diodos zener.
Bibliografia
www.cefetsc.edu.br/~petry
Ceifadores
Circuitos ceifadores:
• Tem a capacidade de ceifar (cortar) uma parte do sinal;
• Podem ser em série ou em paralelo.
Ceifador série
Ceifadores
Ceifador série com fonte:
Ceifadores
Ceifador série com fonte:
Ceifadores
Ceifador série com fonte, exemplo:
Ceifadores
Ceifador série com fonte, exemplo:
Ceifadores
Ceifador paralelo
Ceifadores
Ceifador paralelo com fonte, exemplo:
Ceifadores
Ceifador paralelo com fonte, exemplo:
Ceifadores - resumo
Grampeadores
Circuitos grampeadores:
• Tem a capacidade de grampear um sinal em um valor cc
diferente.
Grampeadores
Diodo em condução:
Grampeadores
Diodo bloqueado:
Grampeadores
A excursão total da
saída é igual à
excursão total do sinal
na entrada.
Grampeadores – alguns circuitos
Multiplicadores de tensão
Dobrador de tensão de meia onda:
Multiplicadores de tensão
Dobrador de tensão de meia onda:
Semiciclo positivo.
Semiciclo negativo.
Multiplicadores de tensão
Dobrador de tensão de onda completa:
Multiplicadores de tensão
Dobrador de tensão de onda completa:
Semiciclo positivo.
Semiciclo negativo.
Multiplicadores de tensão
Triplicador de tensão:
Diodos zener
Região de operação zener:
Diodos zener
Sentido de condução:
Diodos zener
Modelos equivalentes do diodo zener:
Completo
Simplificado
Diodos zener
Curva característica de um diodo zener:
Diodos zener
Características elétricas:
• Tensão zener nominal – Vz [V];
• Corrente de teste – IZT [mA];
• Impedância dinâmica – ZZT @ IZT [Ω];
• Corrente de joelho – ZZK [mA];
• Impedância de joelho máxima – ZZK @ IZK [Ω];
• Corrente reversa máxima – IR @ VR [μA];
• Tensão de teste – VR [V];
• Corrente máxima de regulação – IZM [mA];
• Coeficiente de temperatura típico - %/oC.
Diodos zener
Coeficiente de temperatura versus corrente zener:
Diodos zener
Impedância dinâmica versus corrente zener:
Diodos zener
Aspectos de diodos zener:
Diodos zener
Regulador zener:
Comportamento do zener em condução e bloqueado.
Diodos zener
Circuito regulador zener básico:
Vi e RL fixos
Diodos zener
Circuito regulador zener básico:
Vi e RL fixos
RL ⋅ Vi
V = VL =
R + RL
VL = VZ
Para verificar se o zener está
ligado, retira-se o mesmo do
circuito e calcula-se
a tensão sobre o zener. Se a
tensão for maior que a tensão
zener, ele estará ligado.
VL ≥ VZ
Diodos zener
Circuito regulador zener básico:
Vi e RL fixos
IR = IZ + IL
IZ = IR − IL
VL
IL =
RL
Se:
VL ≥ VZ
VR Vi − VL
=
IR =
R
R
PZ = VZ ⋅ I Z
Diodos zener
Circuito regulador zener básico, exemplo:
Vi e RL fixos
Diodos zener
Circuito regulador zener básico, exemplo:
Vi e RL fixos
Como:
8,73 < 10
VL < VZ
RL ⋅ Vi 1,2k ⋅ 16
V=
=
= 8,73V
R + RL 1k + 1,2k
VL = V = 8,73V
O diodo está bloqueado.
Diodos zener
Circuito regulador zener básico, exemplo:
Vi e RL fixos
VR = Vi − VL = 16 − 10 = 6V
VL 10
IL =
=
= 3,33 mA
RL 3k
RL ⋅ Vi
3k ⋅ 16
V=
=
= 12V
R + RL 1k + 3k
VL = V = 12V
Como: 12 > 10
O diodo está conduzindo.
VR 6
IR =
= = 6 mA
R 1k
I Z = I R − I L = 6m − 3,33m
I Z = 2,67 mA
PZ = VZ ⋅ I Z = 10 ⋅ 2,67 m = 26,7 mW
Diodos zener
Circuito regulador zener básico:
Vi fixo e RL variável
I Lmax
VL
VZ
=
=
RL RLmin
VR = Vi − VZ
RL ⋅ Vi
VL = VZ =
R + RL
RLmin
R ⋅ VZ
=
Vi − VZ
VR
IR =
R
IZ = IR − IL
I Lmin = I R − I ZM
RLmax
VZ
=
I Lmin
Diodos zener
Circuito regulador zener básico, exemplo:
Vi fixo e RL variável
I Lmin = I R − I ZM = 40m − 32m = 8 mA
RLmax
VZ
10
=
=
= 1,25 k Ω
I Lmin 8m
Pmax = VZ ⋅ I Z = 10 ⋅ 32m = 320 mW
RLmin
R ⋅ VZ
1k ⋅ 10
=
=
= 250 Ω
Vi − VZ 50i − 10
VR = Vi − VZ = 50 − 10 = 40V
VR 40
IR =
=
= 40 mA
R 1k
Diodos zener
Circuito regulador zener básico:
Vi variável e RL fixo
RL ⋅ Vi
VL = VZ =
R + RL
Vimin
RL + R ) ⋅ VZ
(
=
RL
I Rmax = I ZM + I L
Vimax = I Rmax ⋅ R + VZ
Diodos zener
Circuito regulador zener básico, exemplo: Vi variável e RL fixo
Vimin =
( RL + R ) ⋅ VZ = (1200 + 220 ) ⋅ 20 = 23,67V
RL
1200
VL VZ
20
IL =
=
=
= 16,67 mA
RL RL 1,2k
I Rmax = I ZM + I L = 60 m + 16,67 m = 76,67 mA
Vimax = I Rmax ⋅ R + VZ = 76,67 m ⋅ 0,22k + 20 = 36,87V
Na próxima aula
Seqüência de conteúdos:
1. Resistores;
2. Capacitores;
3. Outros componentes;
4. Testes;
5. Identificação, entre outros.