Diodo Zener, funcionamento e aplicações!
Você sabe o que é um diodo e como ele funciona? Conhece o diodo zener e as suas respectivas características? Sabe quais são as suas aplicações? Neste artigo o Mundo da Elétrica explica o que é um diodo, quais são os principais tipos de diodos, especialmente o que é um diodo zener. Além disso, também vamos explicar como funciona um diodo zener, então vamos lá pessoal!
Talvez você nunca tenha ouvido falar dos diodos, mas é muito provável que já tenha visto algum diodo por aí! Todos os painéis, monitores e lâmpadas de LED são na verdade um tipo de diodo, que é o Diodo Emissor de Luz, popularmente conhecido como LED (Light Emitting Diode).
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Diodo – O que é?
O diodo é basicamente um componente eletrônico que permite a passagem de corrente elétrica somente em um sentido, de acordo com a sua polarização. Uma analogia simples que podemos fazer é comparar um diodo a uma válvula que só deixa a água fluir em um sentido, e o diodo faz a mesma coisa com a corrente elétrica, assim como podemos observar na imagem abaixo.
Diodos são como válvulas, permitem passagem de corrente elétrica em um único sentido.
Nada na eletrônica é ideal! Portanto, para fazer um diodo conduzir eletricidade você precisar alimentá-lo com uma tensão de pelo menos 0.7V entre anodo e catodo, isso considerando que são diodos de silício, ou seja, menos do que isso o diodo não é capaz de conduzir.
Os díodos podem executar funções específicas, tais como a variação da capacidade em função da tensão, regulador de tensão, emissão de luz como por exemplo, o varicap, zener e o LED respectivamente.
Além destes diodos que foram citados, podemos mencionar outros tipos de diodos com características específicas. Dentre os mais comuns estão:
- Diodo Schottky
- Fotodiodo
- Diodos gunn
- Diodo túnel.
Observe na imagem abaixo que tem a representação da simbologia de todos os diodos que foram citados.
Descrição e simbologias para diversos tipos de diodos.
Diodo Zener
O diodo zener que também é conhecido como diodo regulador de tensão, recebe este nome em referência ao físico americano Clarence Melvin Zener. Ele foi o primeiro a descrever que o mecanismo de ruptura de isoladores elétricos são um tipo de diodo, que diferentemente da maioria das aplicações para os diodos que operam na região de condução, o zener opera sempre polarizado reversamente.
Diodo zener – Funcionamento
Para que possamos compreender como funciona o diodo de zener, é preciso entender sobre a sua curva característica, como podemos ver na imagem abaixo:
Curva característica do diodo Zener.
A parte que nos interessa para entender o funcionamento do diodo Zener está localizada no quarto quadrante do gráfico acima, onde encontramos a região de corte e de avalanche de um diodo, que é justamente onde o diodo está polarizado reversamente.
Como podemos observar, enquanto a tensão reversa está menor do que a tensão de ruptura, nada de diferente acontece, caracterizando um diodo convencional. Porém, quando a tensão reversa se aproxima de um valor que depende do diodo que está sendo analisado, este diodo conduz e passa corrente elétrica por ele, sendo que esta corrente só é limitada pelo valor de resistências externas.
Nesta situação, mesmo que a tensão reversa no diodo tente ser elevada acima do valor da tensão zener, isto não será possível! Entretanto, se a corrente aumentar muito, a dissipação de potência no diodo aumentará, fazendo com que o dispositivo chegue ao seu ponto de destruição, principalmente devido ao efeito joule.
O diodo zener operando reversamente, mantém o valor da tensão máxima entre os seus terminais em um valor constante, chamada de tensão do diodo zener. Porém, se o diodo zener for polarizado de forma direta, ele irá se comportar como um diodo retificador comum.
Diodo zener – Características e Aplicações
Comparando o diodo zener com o diodo comum, podemos concluir que o diodo zener é fabricado justamente para trabalhar com a polarização reversa. Desse modo, quando a tensão de ruptura do diodo zener é atingida, a mesma torna-se praticamente constante independentemente da corrente que passa pelo diodo.
Quando trabalhamos com o diodo zener, devemos levar em consideração alguns parâmetros como por exemplo, a sua tensão de regulagem, a corrente mínima e a corrente máxima de operação.
- A tensão de regulagem do diodo zener é a tensão que permanecerá praticamente constante durante todo o tempo em que o diodo estiver em operação.
- A corrente mínima é a capaz de garantir com que o diodo zener esteja operando corretamente, ou seja, valores abaixo da corrente mínima fazem com que o componente não tenha a capacidade de entregar a sua principal característica, que é regulador de tensão.
- A corrente máxima do diodo zener é o valor máximo de corrente que o diodo zener pode suportar, e este valor de corrente não poderá ser ultrapassado. Caso isto aconteça, o componente será danificado.
Abaixo temos uma tabela com os valores padrão de tensão para diodos zener, sendo uma tabela para diodos zener de até 500mW e a outra para diodos zener de no máximo 1,3W.
Valores padrões de tensão para diodos zener de 500mW até 1,3mW.
Pelas características do diodo zener, ele pode ser usado como regulador de tensão em circuitos de fontes estabilizadas e até na implementação de circuitos clipadores.
No vídeo abaixo o canal Mundo da Elétrica, tem um exemplo prático do passo a passo para levantar a curva característica de um diodo retificador, assista para aumentar ainda mais a sua capacitação!
Finalizamos mais um artigo e esperamos ter ajudado com as dúvidas relacionadas ao diodo zener! Se tiver ficado alguma dúvida ou curiosidade sobre o diodo zener ou outro assunto, fique à vontade para deixar nos comentários que iremos responder.
Sobre o autor
Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.
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