A Fonte de Tensão Regulada a Diodo Zener

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Pratica´ 3: Fonte de Tensao˜ Regulada a Diodo Zener

20159049702 - Mariana de Sousa Moura - Turma 01 - 2018.2

Resumo—

1. OBJETIVOS

O objetivo principal desta pratica´ e´ projeto e analise do funcionamento de uma fonte de tensao˜ regulada a diodo zener mediante simulac¸ao˜ e experimentac¸ao˜.

1. INTRODUC¸AO˜

Diodo zener e´ um dispositivos semicondutor que operar com polarizac¸ao˜ direta ou inversa. Ele e´ especialmente projetado para operar na sua regiao˜ de ruptura por apresentar uma tensao˜ Vz praticamente constante quando mantido em uma faixa de corrente reversa IzM IN e IzM AX como pode ser obervado pela Figura ??. Por esta razao˜ este dispositivo e´ muito utilizado em aplicac¸oes˜ cujo objetivo manter um circuito sob determinada tensao˜.

[pic 1]

Fig. 1: Circuito regulador de tensao˜ com diodo zener.

O diodo zener diretamente polarizado, operando em um circuito, tem funcionamento semelhante a um diodo de junc¸ao˜ pn comum, ropendo a barreira de potencial e passando a conduzir com uma tensao˜ na faixa de 0,6 a 0,8 V para diodo de sil´ıcio. Assim, com uma tensao˜ menor, a corrente

1. MATERIAIS E METODOS´

Protoboard; Mult´ımetro; Resistores;

Cabos de conexao;˜

Diodos 1N4007 e 1N4733A;

Transformador com ponto central (+12V/+12V); Oscilocopio;´

Capacitor;

Potenciometroˆ.

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IV. DESENVOLVIMENTO TEORICO´

O circuito da Figura 2 deve ser montado em laboratorio,´ para isso, faz-se necessario´ encontrar os valores de alguns de seus componentes como a resistenciaˆ Rs, o valor da capacitanciaˆ C e regulac¸ao˜ de tensao˜ na carga Rv(%).

[pic 2]

Fig. 2: Circuito regulador de tensao˜ com diodo zener.

O transformador e´ utilizado para converter uma tensao˜ CA

de 220 V em uma tensao˜ CA Vsrms de 12 V. A potenciaˆ de carga e´ 500 mW e deseja-se que a tensao˜ de sa´ıda na carga

R0 regulada pelo diodo zener seja 5,1 V. Alem´ disso, devem ser feitas as seguintes considerac¸oes:˜

fr = 60 [Hz] [Frequ¨enciaˆ da rede];

Vs = 12 [V] [Tensao˜ eficaz no secundario];´ Vd = 0,70 [V] [Queda de tensao˜ no diodo];

VC = 15%.VsMAX [V] [Ondulac¸ao˜ no capacitor filtro]; IzMIN = 10% Iz [A] [Corrente m´ınima no zener];

IzMAX = 60% Iz [A] [Corrente maxima´ no zener]

.

Aplicando-se        os        valores        conhecidos        em        (1)        para

determinac¸ao˜  da  Resistenciaˆ  m´ınima  RsMIN	que  regula
a corrente maxima´ no diodo zener, obtem´-se:
RsMIN =		VsMAX   VZ
	IzMAX + I0MIN
RsMIN =	(17  0; 7)	5; 1
106; 8m +	5; 1m
RsMIN =	11; 2
		112m
RsMIN = 100		(1)

[pic 3][pic 4]

A corrente I0MIN podeˆ ser determinada aplicando-se a lei de Ohm quando a resistenciaˆ na carga e´ maxima,´ R0 e´ 1000

e tendo em vista que a tensao˜ de sa´ıda V0 e´ 5,1 V. Desse modo, tem-se (2).

V0

I0MIN = R0

[pic 5]

5; 1

I        =

[pic 6]

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2

e´ determinada pela tensao˜ de pico menos a queda de tensao˜

I0MIN = 5; 1mA        (2)        no diodo, sendo portanto (6).

A corrente maxima´ no diodo zener, IzMAX , e´ 60% da corrente maxima´ Iz que e´ 178 mA.

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