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Semicondutores Semicondutores : : Diodo Zener Diodo Zener 15-01-22 15-01-22 Por Por : : Luís Timóteo Luís Timóteo 1

Semicondutores: - Diodo zener

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Funcionamento e aplicações do diodo Zener...

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2. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 22 Junes P-N Diodo semicondutorJunes P-N Diodo semicondutor Princpio de funcionamentoPrincpio de funcionamento Este movimento de cargas devido ao campo eltrico criado na juno devido s cargas fixas deEste movimento de cargas devido ao campo eltrico criado na juno devido s cargas fixas de doadores e aceitadores, constitui uma corrente chamada de corrente de deriva (contrria a correntedoadores e aceitadores, constitui uma corrente chamada de corrente de deriva (contrria a corrente de difuso). Assim, para que haja conduo de corrente pela juno, electres livres e lacunas emde difuso). Assim, para que haja conduo de corrente pela juno, electres livres e lacunas em maioria nos diferentes semicondutores, estes precisam de vencer esta barreira de potencial, ou seja,maioria nos diferentes semicondutores, estes precisam de vencer esta barreira de potencial, ou seja, precisam possuir energia maior que VD.precisam possuir energia maior que VD. O princpio de funcionamento de dispositivos electrnicos, como diodos rectificadores e transistores,O princpio de funcionamento de dispositivos electrnicos, como diodos rectificadores e transistores, baseiam-se no comportamento de junes entre semicondutores tipo P e tipo N, denominadas debaseiam-se no comportamento de junes entre semicondutores tipo P e tipo N, denominadas de juno P-N. A juno tem a propriedade de umjuno P-N. A juno tem a propriedade de um rectificador electrnicorectificador electrnico, isto , faz com que um fluxo de, isto , faz com que um fluxo de corrente elctrica tome somente uma direco, transformando, por exemplo, tenso alternada emcorrente elctrica tome somente uma direco, transformando, por exemplo, tenso alternada em tenso contnua (DC).tenso contnua (DC). Na prtica, obtemos uma juno PN dopando um mesmo material com impurezas doadoras de umNa prtica, obtemos uma juno PN dopando um mesmo material com impurezas doadoras de um lado e impurezas aceitadoras do outro. Alado e impurezas aceitadoras do outro. A diferena das concentraesdiferena das concentraes de electres e lacunas nestesde electres e lacunas nestes materiais, gera um processo de deslocamento de cargas na juno dos dois tipos de semicondutoresmateriais, gera um processo de deslocamento de cargas na juno dos dois tipos de semicondutores ((corrente de difusocorrente de difuso). No equilbrio, os electres do material tipo-N preenchem as lacunas do material). No equilbrio, os electres do material tipo-N preenchem as lacunas do material tipo-P nas proximidades da juno, formando uma camada dupla de cargas fixas de tomos dadores etipo-P nas proximidades da juno, formando uma camada dupla de cargas fixas de tomos dadores e aceitadores chamada deaceitadores chamada de zona de deplexozona de deplexo.. A formao de cargas fixas nesta regio d origem a uma diferena de potencial de contato (VD) ouA formao de cargas fixas nesta regio d origem a uma diferena de potencial de contato (VD) ou barreira de potencial na zona de deplexo. Desta forma, a regio (ou zona) de deplexo age como umabarreira de potencial na zona de deplexo. Desta forma, a regio (ou zona) de deplexo age como uma barreira (resistncia alta) impedindo que os electres e lacunas continuem a atravessar o plano dabarreira (resistncia alta) impedindo que os electres e lacunas continuem a atravessar o plano da juno.juno. 3. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 33 Uma tenso positiva adequada (forward bias) aplicada entre as duas extremidades daUma tenso positiva adequada (forward bias) aplicada entre as duas extremidades da juno PN, pode fornecer os electres livres e lacunas com a energia extra. A tensojuno PN, pode fornecer os electres livres e lacunas com a energia extra. A tenso externa necessria para superar esta barreira de potencial que existe agora, muitoexterna necessria para superar esta barreira de potencial que existe agora, muito dependente do tipo de material semicondutor utilizado, e a sua temperatura real.dependente do tipo de material semicondutor utilizado, e a sua temperatura real. Tipicamente, temperatura ambiente, a tenso atravs da camada de deplexo para oTipicamente, temperatura ambiente, a tenso atravs da camada de deplexo para o silcio de cerca de 0,6-0,7 voltssilcio de cerca de 0,6-0,7 volts e parae para o germnio de cerca de 0,3-0,35 voltso germnio de cerca de 0,3-0,35 volts. Esta. Esta barreira de potencial existir sempre, mesmo que o dispositivo no esteja ligado abarreira de potencial existir sempre, mesmo que o dispositivo no esteja ligado a qualquer fonte de energia externa.qualquer fonte de energia externa. O significado desta barreira de potencial built-in, atravs da juno, que ela se opeO significado desta barreira de potencial built-in, atravs da juno, que ela se ope tanto o fluxo de lacunas ou buracos, como de electres, atravs da juno e por isso quetanto o fluxo de lacunas ou buracos, como de electres, atravs da juno e por isso que chamado de chamado de barreira de potencialbarreira de potencial.. Na prtica, uma juno PN formada dentro de um cristal nico de material, em vez deNa prtica, uma juno PN formada dentro de um cristal nico de material, em vez de simplesmente aderir ou fundir duas peas separadas. Os contatos eltricos tambm sosimplesmente aderir ou fundir duas peas separadas. Os contatos eltricos tambm so fundidos em ambos os lados do cristal, para permitir a ligao elctrica a um circuitofundidos em ambos os lados do cristal, para permitir a ligao elctrica a um circuito externo. O dispositivo resultante, chamado umexterno. O dispositivo resultante, chamado um diodo de juno PNdiodo de juno PN ouou diodo de sinaldiodo de sinal.. Princpio de funcionamento:Princpio de funcionamento: Propriedades - Barreira de potencialPropriedades - Barreira de potencial Junes P-N Diodo semicondutorJunes P-N Diodo semicondutor 4. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 44 Regio -Regio - NN Regio -Regio - PP JunoJuno PPNN VoltsVoltsIIRR IIDD Potencial Built-inPotencial Built-in 0,3 0,7V0,3 0,7V Quando um diodo ligado numa condio deQuando um diodo ligado numa condio de polarizao zero, nenhuma energia potencial externa polarizao zero, nenhuma energia potencial externa aplicada juno PN.aplicada juno PN. No entanto, se os terminais de diodos so curto-No entanto, se os terminais de diodos so curto- circuitados, algumas lacunas(portadores maioritrios) nocircuitados, algumas lacunas(portadores maioritrios) no material do tipo P tm a energia suficiente paramaterial do tipo P tm a energia suficiente para ultrapassar a barreira de potencial, e iro mover-seultrapassar a barreira de potencial, e iro mover-se atravs da juno, contra a barreira de potencial. Istoatravs da juno, contra a barreira de potencial. Isto conhecido como o conhecido como o corrente de derivacorrente de deriva e referida comoe referida como IIFF.. Do mesmo modo, as lacunas geradas no material do tipoDo mesmo modo, as lacunas geradas no material do tipo NN (portadores minoritrios), atravs desta situao favorvel, movem-(portadores minoritrios), atravs desta situao favorvel, movem- se atravs da juno na direco oposta. Isto conhecido como ose atravs da juno na direco oposta. Isto conhecido como o "corrente inversa" ("corrente inversa" (reverse currentreverse current) e referenciada como I) e referenciada como IDD. Esta. Esta transferncia de electres e lacunas atravs da juno PN transferncia de electres e lacunas atravs da juno PN conhecida comoconhecida como difusodifuso.. Polarizao do diodo:Polarizao do diodo: Sem polarizaoSem polarizao (Zero Biased Junction Diode)(Zero Biased Junction Diode) Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 5. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 55 Polarizao do diodo:Polarizao do diodo: Sem polarizaoSem polarizao (Zero Biased Junction Diode)(Zero Biased Junction Diode) Regio -Regio - NN Regio -Regio - PP JunoJuno PPNN A barreira de potencial que existe agora desencoraja a difusoA barreira de potencial que existe agora desencoraja a difuso de mais quaisquer portadores maioritrios atravs da juno.de mais quaisquer portadores maioritrios atravs da juno. No entanto, a barreira de potencial ajuda os portadoresNo entanto, a barreira de potencial ajuda os portadores minoritrios (poucos electres livres da regio -minoritrios (poucos electres livres da regio - PP, e alguns, e alguns buracos da regio -buracos da regio - NN, deriva, atravs da juno., deriva, atravs da juno. Os portadores minoritrios so constantemente gerados devido energia trmica, peloOs portadores minoritrios so constantemente gerados devido energia trmica, pelo que, este estado de equilbrio pode ser quebrado por aumento da temperatura da junoque, este estado de equilbrio pode ser quebrado por aumento da temperatura da juno PN, causando um aumento da gerao de portadores minoritrios, resultando assim numPN, causando um aumento da gerao de portadores minoritrios, resultando assim num aumento da corrente de fuga, masaumento da corrente de fuga, mas uma corrente elctrica no pode fluiruma corrente elctrica no pode fluir uma vez queuma vez que nenhum circuito est ligado juno PN.nenhum circuito est ligado juno PN. Depois, estabelecer-se- um "equilbrio" que ser estabelecido quando se moverem emDepois, estabelecer-se- um "equilbrio" que ser estabelecido quando se moverem em direces opostas, os portadores maioritrios em igual nmero, de modo que o resultadodireces opostas, os portadores maioritrios em igual nmero, de modo que o resultado lquido corrente zero a fluir no circuito. Quando isto ocorre, a juno dita estar numlquido corrente zero a fluir no circuito. Quando isto ocorre, a juno dita estar num estado de "estado de "equilbrio dinmicoequilbrio dinmico".". Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 6. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 66 Quando um diodo ligado numa condio de polarizaoQuando um diodo ligado numa condio de polarizao directa, uma tenso negativa aplicada ao material do tipodirecta, uma tenso negativa aplicada ao material do tipo NN,, e uma tenso positiva aplicada ao material do tipoe uma tenso positiva aplicada ao material do tipo PP. Se esta. Se esta tenso externa se tornar maior do que o valor da barreira detenso externa se tornar maior do que o valor da barreira de potencial, aprox. 0,7 volts para o silcio e 0,3 V para opotencial, aprox. 0,7 volts para o silcio e 0,3 V para o germnio, o potencial da barreira de oposio, ser superada egermnio, o potencial da barreira de oposio, ser superada e a corrente elctrica comear a fluir.a corrente elctrica comear a fluir. Regio -Regio - NN Regio -Regio - PP JunoJuno PPNN Camada de DeplexoCamada de Deplexo (muito pequena)(muito pequena) Voltagem de Polarizao DirectaVoltagem de Polarizao Directa Isto acontece porque a tenso negativa empurra ou repele osIsto acontece porque a tenso negativa empurra ou repele os electres em direco juno, dando-lhes energia para aelectres em direco juno, dando-lhes energia para a atravessar e combinarem-se com as lacunas, que so tambmatravessar e combinarem-se com as lacunas, que so tambm empurradas na direco da juno, na direco oposta, pelaempurradas na direco da juno, na direco oposta, pela tenso positiva. Isso resulta numa curva de caractersticas detenso positiva. Isso resulta numa curva de caractersticas de fluxo de corrente zero, at ao ponto de tenso, o chamadofluxo de corrente zero, at ao ponto de tenso, o chamado "joelho" nas curvas estticas, e em seguida um elevado fluxo"joelho" nas curvas estticas, e em seguida um elevado fluxo de corrente atravs do diodo com um pequeno aumento nade corrente atravs do diodo com um pequeno aumento na tenso externa, a partir de 0,3 07 volts.tenso externa, a partir de 0,3 07 volts. RR ++ -- IIDD max.max. Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Polarizao do diodoPolarizao do diodo:: Polarizao directaPolarizao directa (Forward Biased Junction Diode)(Forward Biased Junction Diode) 7. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 77 Voltagem de Polarizao Directa (Voltagem de Polarizao Directa (VVFF voltsvolts)) Corrente DirectaCorrente Directa ((IIFF mAmA)) Polarizao do diodoPolarizao do diodo:: Polarizao directaPolarizao directa (Forward Biased Junction Diode)(Forward Biased Junction Diode) Curva caracterstica de um diodo de juno com polarizao directaCurva caracterstica de um diodo de juno com polarizao directa Regio -Regio - NN Regio -Regio - PP JunoJuno PPNN Camada de DeplexoCamada de Deplexo (muito pequena)(muito pequena) Voltagem de Polarizao DirectaVoltagem de Polarizao Directa A aplicao de uma tenso de polarizao directa na juno do diodo, resulta na camada de deplexoA aplicao de uma tenso de polarizao directa na juno do diodo, resulta na camada de deplexo se tornar muito fina e estreita, o que representa um trajecto de baixa impedncia atravs da juno,se tornar muito fina e estreita, o que representa um trajecto de baixa impedncia atravs da juno, permitindo assim altos fluxos de corrente. O ponto em que este aumento sbito da corrente tem lugar,permitindo assim altos fluxos de corrente. O ponto em que este aumento sbito da corrente tem lugar, est representada na curva I-V esttica caracterstica, acima do ponto de "joelho".est representada na curva I-V esttica caracterstica, acima do ponto de "joelho". JoelhoJoelho Diodo deDiodo de SilcioSilcio Regio deRegio de PolarizaoPolarizao DirectaDirecta Uma vez que o diodo pode conduzir corrente "infinita" acima deste ponto joelho pois torna-seUma vez que o diodo pode conduzir corrente "infinita" acima deste ponto joelho pois torna-se efectivamente um curto-circuito, so usadas, resistncias em srie com o diodo afim de limitar o seuefectivamente um curto-circuito, so usadas, resistncias em srie com o diodo afim de limitar o seu fluxo de corrente. Ultrapassar o valor de corrente directa mxima especificada, resulta emfluxo de corrente. Ultrapassar o valor de corrente directa mxima especificada, resulta em sobreaquecimento e posterior falha do dispositivo.sobreaquecimento e posterior falha do dispositivo. Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 8. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 88 PP NN - - - - - - - - + + + + + + + + Regio Carga Espacial Juno PN em aberto NP - - - - + + + + VVFF Polarizao DirectaPolarizao Directa Polarizao do diodoPolarizao do diodo:: Polarizao directaPolarizao directa ((Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 9. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 99 Polarizao do diodoPolarizao do diodo:: Polarizao inversaPolarizao inversa (Reverse Biased Junction Diode)(Reverse Biased Junction Diode) Regio -Regio - NN Regio -Regio - PP JunoJuno PPNN Voltagem de Polarizao InversaVoltagem de Polarizao Inversa Maior camada de DeplexoMaior camada de Deplexo O resultado lquido que a camada de deplexo cresce mais,O resultado lquido que a camada de deplexo cresce mais, devido a uma falta de electres e lacunas, e apresenta umdevido a uma falta de electres e lacunas, e apresenta um caminho de alta impedncia, quase um isolante. O resultado caminho de alta impedncia, quase um isolante. O resultado criar uma alta barreira de potencial impedindo assim o fluxocriar uma alta barreira de potencial impedindo assim o fluxo de corrente atravs do material semicondutor.de corrente atravs do material semicondutor. Quando um diodo ligado numa condio de polarizaoQuando um diodo ligado numa condio de polarizao inversa, uma tenso positiva aplicada ao material do tipoinversa, uma tenso positiva aplicada ao material do tipo N, e uma tenso negativa aplicado ao material de tipo P. AN, e uma tenso negativa aplicado ao material de tipo P. A voltagem positiva aplicada ao material do tipo N atraivoltagem positiva aplicada ao material do tipo N atrai electres para o elctrodo positivo e aumenta a distncia aelectres para o elctrodo positivo e aumenta a distncia a partir da juno, enquanto as lacunas tambm so atradaspartir da juno, enquanto as lacunas tambm so atradas para elctrodo negativo da fonte afastando-se assim dapara elctrodo negativo da fonte afastando-se assim da juno.juno. Esta circunstncia d um valor elevado de resistncia juno PN eEsta circunstncia d um valor elevado de resistncia juno PN e praticamente zero a corrente fluir atravs do dodo de juno com umpraticamente zero a corrente fluir atravs do dodo de juno com um aumento na tenso de polarizao inversa.aumento na tenso de polarizao inversa. Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 10. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1010 P N - - - - - - - - + + + + + + + + Regio Carga Espacial Juno PN em aberto - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + P N Polarizao InversaPolarizao Inversa VR Polarizao do diodoPolarizao do diodo:: Polarizao InversaPolarizao Inversa ((Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 11. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1111 Voltagem Inversa (Voltagem Inversa (--VRVR)) No entanto, uma pequena corrente de fuga flui atravs daNo entanto, uma pequena corrente de fuga flui atravs da juno, e que pode ser medida, na ordem de microamperesjuno, e que pode ser medida, na ordem de microamperes ((A). Se a tenso de polarizao inversa VR aplicada ao diodoA). Se a tenso de polarizao inversa VR aplicada ao diodo for elevada para um valor suficientemente alto, far a junofor elevada para um valor suficientemente alto, far a juno PN superaquecer e falhar devido aoPN superaquecer e falhar devido ao efeito de avalancheefeito de avalanche emem torno da juno. Isto pode fazer com que o diodo entre emtorno da juno. Isto pode fazer com que o diodo entre em curto-circuito e ir resultar na passagem da corrente mximacurto-circuito e ir resultar na passagem da corrente mxima no circuito.no circuito. Polarizao do diodoPolarizao do diodo:: Polarizao inversaPolarizao inversa (Reverse Biased Junction Diode)(Reverse Biased Junction Diode) Regio deRegio de PolarizaoPolarizao InversaInversa --VZVZ Regio deRegio de ReverseReverse BreakdownBreakdown Por vezes, estePor vezes, este efeito de avalancheefeito de avalanche temtem aplicaes prticas em circuitosaplicaes prticas em circuitos estabilizadores de tenso em que umaestabilizadores de tenso em que uma limitadora em srie utilizada com o diodolimitadora em srie utilizada com o diodo a limitar a corrente a um valor mximo pr-a limitar a corrente a um valor mximo pr- estabelecido, e assim, produzir uma sada deestabelecido, e assim, produzir uma sada de tenso fixa atravs do diodo de rupturatenso fixa atravs do diodo de ruptura inversa. Estes tipos de diodos soinversa. Estes tipos de diodos so comumente conhecidos comocomumente conhecidos como Diodos ZenerDiodos Zener.. Regio -Regio - NN Regio -Regio - PP JunoJuno PPNN Maior camada de DeplexoMaior camada de Deplexo Voltagem de Polarizao InversaVoltagem de Polarizao Inversa Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 12. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1212 FuncionamentoFuncionamento http://www-g.eng.cam.ac.uk/mmg/teaching/linearcircuits/diode.htmlhttp://www-g.eng.cam.ac.uk/mmg/teaching/linearcircuits/diode.html Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor 13. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1313 O diodo Zener como um diodo de sinal de uso geral, que consiste de uma juno PN deO diodo Zener como um diodo de sinal de uso geral, que consiste de uma juno PN de silcio.silcio. Quando polarizado directamente, ele se comporta como um diodo de sinal padroQuando polarizado directamente, ele se comporta como um diodo de sinal padro,, passando a corrente nominal, mas assim que a tenso inversa aplicada sobre o diodopassando a corrente nominal, mas assim que a tenso inversa aplicada sobre o diodo Zener exceder as da tenso nominal do dispositivo VZener exceder as da tenso nominal do dispositivo VZZ, (breakdown voltage) ou tenso de, (breakdown voltage) ou tenso de ruptura altura, atingido um processo chamado de ruptura altura, atingido um processo chamado de avalancheavalanche) na camada de depleo do) na camada de depleo do semicondutor, e a corrente comea a fluir atravs do diodo, limitando assim o aumento nasemicondutor, e a corrente comea a fluir atravs do diodo, limitando assim o aumento na tenso.tenso. Diodo ZenerDiodo Zener Esta tenso do ponto de ruptura VEsta tenso do ponto de ruptura VZZ, chamada, chamada de "tenso Zener, e pode variar de menos dode "tenso Zener, e pode variar de menos do que um, a centenas de volts.que um, a centenas de volts. A corrente flui atravs do diodo zenerA corrente flui atravs do diodo zener aumentando drasticamente para oaumentando drasticamente para o valor mximo (que geralmentevalor mximo (que geralmente limitada por uma resistncia emlimitada por uma resistncia em srie) que atingindo a saturaosrie) que atingindo a saturao inversa, permanece constante.inversa, permanece constante. Knee-Knee-10% I10% IZZ maxmax --------------------25% I--------------------25% IZZ maxmax --------------------100% I--------------------100% IZZ maxmax IIZZ VVZZ Impedncia Zener-DImpedncia Zener-D==VVZZ// IIZZ 14. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1414 VVZZ Z Z Z I V Z = ZI ZV 00 ++VVFF--VVRR IIRR IIFF IIZminZmin IIZmaxZmax IdealIdeal RealReal VVFF 0,3-0,7V0,3-0,7V Diodo ZenerDiodo Zener Circuito EquivalenteCircuito Equivalente Curva IV CaractersticaCurva IV Caracterstica Circuito equivalente modelo do diodo Zener e curvaCircuito equivalente modelo do diodo Zener e curva caracterstica ilustrando (Zcaracterstica ilustrando (ZZZ) Resistncia dinmica.) Resistncia dinmica. Um ponto importante do zener a inclinao da curva Volt-ampere na faixa de operao . SejaUm ponto importante do zener a inclinao da curva Volt-ampere na faixa de operao . Seja ZZZZ == VVZZ // IIZZ o inverso da inclinao, onde Zo inverso da inclinao, onde ZZZ a resistncia dinmica ; se houver uma mudana a resistncia dinmica ; se houver uma mudana IIZZ na corrente de operao do doido, haver uma mudanana corrente de operao do doido, haver uma mudana VVZZ = Z= ZZZ IIZZ na tenso dena tenso de operao.operao. 15. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1515 Vout = Vz RR RRLLVVzz VVoutout FONTE SEM REGULAO VVinin Vz Vp A tenso Vin deve ser sempreA tenso Vin deve ser sempre maior que a tenso VZ.maior que a tenso VZ. Interessa que Vin no sejaInteressa que Vin no seja muito maior que Vout.muito maior que Vout. A diferena entre ambas asA diferena entre ambas as tenses dissipada natenses dissipada na resistncia R.resistncia R. O diodo de Zener utilizado com "polarizao inversa" , isto o nodo liga-se ao negativo da alimentao. A partirO diodo de Zener utilizado com "polarizao inversa" , isto o nodo liga-se ao negativo da alimentao. A partir curva IV caractersticas anterior, podemos ver que o diodo zener tem uma regio na sua caracterstica inversa, decurva IV caractersticas anterior, podemos ver que o diodo zener tem uma regio na sua caracterstica inversa, de uma tenso negativa constante, independentemente do valor da corrente que flui atravs do diodo e permaneceuma tenso negativa constante, independentemente do valor da corrente que flui atravs do diodo e permanece quase constante, mesmo com grandes mudanas, desde que a corrente no zener permanea entre os valores de IZquase constante, mesmo com grandes mudanas, desde que a corrente no zener permanea entre os valores de IZ (min) e a corrente mxima classificao IZ (max).(min) e a corrente mxima classificao IZ (max). Diodo ZenerDiodo Zener Circuito ReguladorCircuito Regulador 16. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1616 Diodo ZenerDiodo Zener Circuito ReguladorCircuito Regulador ++ __ 17. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1717 Efeito Zener e RippleEfeito Zener e Ripple Carga em curtoCarga em curto Sem CargaSem Carga Diodo ZenerDiodo Zener Circuito ReguladorCircuito Regulador ++ ++ Essencialmente, o diodo Zener um regulador paralelo (com a carga RL). Na ausncia deEssencialmente, o diodo Zener um regulador paralelo (com a carga RL). Na ausncia de carga toda a corrente passa atravs do Zener, e a potncia dissipada em RS.carga toda a corrente passa atravs do Zener, e a potncia dissipada em RS. 18. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1818 Diodo ZenerDiodo Zener Circuito ReguladorCircuito Regulador Regulao de linhaRegulao de linha == VVoutout//VVinin Regulao de CargaRegulao de Carga == VVoutout//IILL Efeito Zener e RippleEfeito Zener e Ripple VVoutout SLZ LZ rZout RRZ RZ VVV + += )||( )||( ZZZZ ReguladorRegulador tt VVinin VVrr VVDCDC tt VVoutout VVZZ VVrr VVZZ 19. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 1919 Diodo ZenerDiodo Zener Circuito ReguladorCircuito Regulador: Exerccio: Exerccio ++ __ VVZZ VVoutout= -V= -VZZ SS VVinin IIZZ IIZZ Dados:Dados: Curva I-V do diodo zener, RS=1kCurva I-V do diodo zener, RS=1k Calcular:Calcular: Voltagem de sada VVoltagem de sada Voutout, com V, com Vinin =15V=15V e Ve Vinin= 20V= 20V -10,5V-10,5V :"Q", temosao pontoEm relao 0VIRV ga:nha de carecta ou liKVL d a r ZZSin =++ 15 Va V10.0 V parV inout == 20 Va V10.5 V parV inout == .outada V0.5V na stradae 5V na enVariao d Qualquer Zener actual tem uma performance melhor do que isto.Qualquer Zener actual tem uma performance melhor do que isto. 20. SemicondutoresSemicondutores:: Diodo ZenerDiodo Zener 10-10-1310-10-13 PorPor :: Lus TimteoLus Timteo 2020 Diodo ZenerDiodo Zener Circuito ReguladorCircuito Regulador: Funcionamento: Funcionamento VVinin VVinin >> VVZZ Corrente AumentaCorrente Aumenta Tenso constanteTenso constante VVinin VVinin >> VVZZ Corrente diminuiCorrente diminui Tenso constanteTenso constante Aumento da tenso de EntradaAumento da tenso de Entrada Diminuio da tenso de EntradaDiminuio da tenso de Entrada IIZminZmin