As Especificações gerais sobre Diodo Zener

AULA PRÁTICA 2

1. TÍTULO

Diodo Zener e Circuitos Reguladores de Tensão.

1.  OBJETIVO

Verificar o funcionamento do circuito regulador de tensão do tipo paralelo com Diodo Zener.

1.  INTRODUÇÃO TEÓRICA

1.  Especificações gerais sobre Diodo Zener

Os diodos tradicionais têm como característica principal permitir a condução de corrente elétrica apenas quando são polarizados diretamente, de modo que ao serem polarizados reversamente a condução é interrompida. Se o valor da tensão reversa ultrapassar um certo valor de ruptura, o componente é danificado por efeito Joule.

O diodo zener, ao contrário do que ocorre com o diodo comum, é fabricado para justamente trabalhar com polarização reversa, desse modo, quando a tensão de ruptura do diodo zener é atingida, a mesma torna-se praticamente constante independentemente do valor da corrente que passa pelo mesmo. Por possuir essa característica, o diodo zener é normalmente utilizado como regulador de tensão.

[pic 2][pic 3]

Figura 1                                                        Figura 2

Figura 1: Símbolos do diodo zener;

Figura 2: Diodo utilizado em laboratório (BZX-85C);

1. Curva Característica

[pic 4]

A curva característica do diodo zener é a mesma do diodo retificador.

A tensão de ruptura é também denominada de tensão zener. Quando o diodo zener está polarizado no sentido direto comporta como o diodo retificador e tem-se no mesmo uma queda de tensão de aproximadamente 0,7V.

Na região de ruptura a tensão no diodo zener, praticamente, mantém-se constante no valor de  para uma grande variação de corrente, e, devido a esta característica, o diodo zener é utilizado como regulador ou estabilizador de tensão.[pic 5]

O diodo zener será danificado se passar no mesmo uma corrente acima de . Conhecendo os valores de  e  , obtidos do fabricante, calcula-se .  é a máxima potência que o diodo zener pode dissipar. Exemplo: para um diodo zener com:  e , tem-se:[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

[pic 13]

1. Diodo BZX-85C

Datasheet do diodo utilizado nesta aula prática:

[pic 14]

[pic 15]

Abaixo temos algumas características de acordo com o modelo do diodo. O modelo utilizado em laboratório foi o BZX85 C6V2 com .[pic 16]

[pic 17][pic 18]

1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

• Protoboard;
• Resistores

• 33 Ω;

[pic 19]

• 56 Ω;

[pic 20]

• 220 Ω;

[pic 21]

• 1 kΩ;

[pic 22]

• 1,2 kΩ;

[pic 23]

• 4,7 kΩ;

[pic 24]

• 6,8 kΩ;
• [pic 25]
• 8,2 kΩ;

[pic 26]

• 10 kΩ.

[pic 27]

• Diodo zener (6,2 V / 1,3 W);
• Multímetro;
• Amperímetro;
• Gerador de tensão contínua;
• Fios para ligação.

1.  PROCEDIMENTOS

Nesta aula foram montados 3 circuitos diferentes, iremos mostrar a seguir cada caso comparando resultados ideais (calculados) com os resultados reais (medidos em laboratório).

1. Caso 1

No primeiro caso montamos um circuito que varia de 0V a 9V, com RS=1,2 kΩ, RL=1 kΩ, e o diodo zener de 6,2V/ 1,3W como podemos ver a seguir:

[pic 28]

Primeiramente, é necessário retirar o diodo zener e medir as tensões em RS e RL a fim de obter o valor mínimo da fonte para que o zener funcione como regulador de tensão. Neste caso, ao variarmos a fonte, obtivemos os seguintes resultados, ideal (calculado) e real (medido):

Vcc (V)	VRS - 1,2kΩ (V)	VRL - 1kΩ (V)		IDEAL
	IDEAL	REAL	IDEAL	REAL		Req (Ω)	I total (mA)
1	0,545	0,540	0,455	0,450		2200	0,455
2	1,091	1,090	0,909	0,920		2200	0,909
3	1,636	1,640	1,364	1,380		2200	1,364
4	2,182	2,170	1,818	1,820		2200	1,818
5	2,727	2,780	2,273	2,280		2200	2,273
6	3,273	3,260	2,727	2,740		2200	2,727
7	3,818	3,830	3,182	3,220		2200	3,182
8	4,364	4,350	3,636	3,660		2200	3,636
9	4,909	4,880	4,091	4,100		2200	4,091

Ao analisarmos o circuito podemos definir que o valor de RL seria o mesmo valor de tensão aplicado ao zener, porém, ao variarmos a fonte até 9V, o valor máximo de RL que obtemos é de 4,54 V, ou seja, ao inserir o zener no circuito ele não iria funcionar como regulador de tensão, pois, a tensão mínima para que esse modelo utilizado funcione é de 6,2 V. Abaixo temos a simulação com valores ideais desse circuito com Vcc = 9V:

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