Diodo Zener

Na MakerHero, oferecemos uma ampla gama de diodos Zener, perfeitos para manter a estabilidade e a precisão dos seus circuitos eletrônicos. Nosso catálogo conta com opções de alta qualidade, garantindo desempenho confiável e sempre acompanhado de nota fiscal. Confira nossa seleção de diodos Zener e descubra como podemos ajudar a elevar a eficiência e a precisão dos seus projetos eletrônicos!

O que é diodo Zener?

O diodo Zener é um tipo especial de diodo projetado para operar na região de ruptura reversa, sendo amplamente utilizado para estabilizar e regular tensões em circuitos eletrônicos. Ao contrário dos diodos comuns, que permitem a passagem de corrente apenas em uma direção, o diodo Zener permite o fluxo de corrente reversa quando a tensão aplicada atinge um valor específico, conhecido como “tensão Zener” ou “tensão de ruptura”. 

Abaixo está representada a simbologia do diodo Zener:

Essa característica única faz com que ele atue como um regulador de tensão, mantendo uma tensão constante em suas extremidades, mesmo que a tensão de entrada ou a carga variem.

Os diodos Zener são fabricados com materiais semicondutores, como o silício, e possuem uma junção P-N que é especialmente dopada para criar uma região de ruptura bem definida. Quando a tensão reversa ultrapassa o valor da tensão Zener, o diodo entra em condução sem danificar-se, permitindo o controle preciso da tensão. Esta propriedade o torna essencial em fontes de alimentação reguladas, circuitos de proteção contra sobrecarga, e em qualquer aplicação que exija uma tensão estável e confiável.

 

Funcionamento do diodo Zener

O diodo Zener funciona de maneira única em comparação com os diodos convencionais devido à sua capacidade de operar na região de ruptura reversa sem sofrer danos. Ele é projetado para conduzir corrente no sentido inverso quando a tensão aplicada atinge um valor específico, conhecido como tensão Zener. Essa característica faz dele um componente fundamental para a regulação de tensão em circuitos eletrônicos.

Aqui está o funcionamento detalhado do diodo Zener:

• Polarização Direta: Quando o diodo Zener é polarizado diretamente, ele funciona de forma semelhante a um diodo comum, permitindo a passagem de corrente elétrica do anodo para o catodo. Nesta condição, a queda de tensão é relativamente baixa (em torno de 0,7 volts para diodos Zener de silício), assim como nos diodos comuns.
• Polarização Reversa: Quando o diodo Zener é polarizado reversamente, ele bloqueia a passagem de corrente até que a tensão aplicada atinja o valor da tensão Zener (também chamada de tensão de ruptura). Ao alcançar essa tensão, o diodo entra em condução e permite a passagem de corrente na direção reversa, mantendo a tensão em suas extremidades constante e igual ao valor da tensão Zener.
• Regulação de Tensão: Na região de condução reversa, o diodo Zener mantém uma tensão constante, independentemente de variações na corrente ou na tensão de entrada do circuito. Isso ocorre porque, ao atingir a tensão de ruptura, o diodo começa a conduzir corrente, permitindo que ele “absorva” flutuações de tensão e mantenha a saída estável. Essa propriedade é amplamente utilizada em reguladores de tensão, onde o diodo Zener é conectado em paralelo com a carga para estabilizar a tensão fornecida.
• Zona de Operação Segura: É importante operar o diodo Zener dentro de seus limites especificados de corrente e potência. Quando o diodo conduz corrente na região de ruptura, a corrente deve ser limitada por meio de um resistor ou outro componente, evitando danos por superaquecimento. A capacidade de dissipação de potência do diodo também deve ser levada em consideração, garantindo que ele não exceda seu limite máximo de operação.

Cada modelo de diodo Zener possui uma tensão de regulação específica, como por exemplo o Diodo Zener 15V. Por isso, é importante consultar uma tabela de diodo Zener para encontrar o valor adequado à aplicação desejada.

 

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Aplicações do diodo Zener 

O diodo Zener é amplamente utilizado em diversos circuitos eletrônicos devido à sua capacidade de manter uma tensão constante, mesmo com variações na tensão de entrada ou na carga. Abaixo estão algumas das principais aplicações desse componente:

• Reguladores de Tensão: O uso mais comum do diodo Zener é como regulador de tensão em fontes de alimentação. Ele é colocado em paralelo com a carga e, ao atingir a tensão de ruptura, mantém uma tensão constante nas suas extremidades, independentemente das flutuações na tensão de entrada ou na corrente de carga. Isso garante que dispositivos sensíveis recebam uma tensão estável e segura para o seu funcionamento.
• Circuitos de Proteção contra Sobretensão: O diodo Zener pode ser utilizado para proteger circuitos eletrônicos contra picos de tensão. Quando a tensão de entrada excede a tensão Zener do diodo, ele entra em condução e desvia o excesso de corrente, protegendo componentes sensíveis como transistores, microcontroladores e circuitos integrados de danos causados por surtos de tensão.
• Referências de Tensão: Em muitos circuitos eletrônicos, é necessário ter uma tensão de referência precisa para o funcionamento correto. O diodo Zener é frequentemente usado para fornecer uma referência de tensão estável, especialmente em circuitos de comparação de tensão, conversores analógico-digitais (ADCs), e circuitos de calibração.
• Clamping de Sinal (Limitador de Sinal): O diodo Zener pode ser usado para limitar a amplitude de sinais de tensão em circuitos eletrônicos. Ao ser colocado em paralelo com a saída de um circuito, ele limita o nível máximo de tensão, garantindo que o sinal não ultrapasse um valor específico, útil em aplicações de processamento de sinais analógicos e em circuitos de proteção contra excesso de amplitude.
• Circuitos de Temporização: Em conjunto com capacitores e resistores, o diodo Zener pode ser utilizado para criar circuitos de temporização precisos. Ele estabiliza a tensão aplicada a um capacitor, permitindo um controle exato do tempo de carga e descarga, o que é útil em circuitos de atraso e osciladores de tempo.
• Despolarização de Alto Ganho em Amplificadores: Em amplificadores de alto ganho, os diodos Zener são usados para estabilizar o ponto de polarização de transistores, garantindo que o amplificador funcione de maneira linear e sem distorções indesejadas, mesmo quando há variações na tensão de alimentação.
• Circuitos de Proteção de Bateria: Os diodos Zener são usados em circuitos de proteção de bateria para evitar que as baterias sejam descarregadas abaixo de uma tensão segura. Eles ajudam a desviar corrente para um caminho alternativo quando a tensão cai abaixo de um limite especificado, prolongando a vida útil da bateria.
• Modulação de Sinais: Em aplicações de modulação de sinais, como transmissores e receptores de rádio, o diodo Zener pode ser usado para criar níveis de tensão específicos para o controle e modulação de portadoras, melhorando a precisão e a qualidade do sinal transmitido.
• Circuito Retificador com Diodo Zener: O diodo Zener também pode ser usado em circuitos retificadores, onde sua função é estabilizar a corrente saída, convertendo uma tensão não estabilizada em em uma tensão estabilizada. Em um circuito retificador de precisão, o diodo Zener é utilizado para garantir que a tensão de saída seja precisamente regulada, mesmo quando a tensão de entrada varia.

Essas aplicações mostram a versatilidade do diodo Zener como um componente essencial para estabilização de tensão, proteção de circuitos, e controle de sinal em uma ampla variedade de dispositivos e sistemas eletrônicos.

 

Como testar um diodo zener?

Testar um diodo Zener é importante para garantir que ele esteja funcionando corretamente e possa desempenhar sua função de regulação de tensão em um circuito. O teste pode ser realizado de duas formas principais: usando um multímetro digital e um circuito de teste com uma fonte de alimentação ajustável.

1. Configuração do Multímetro: Ligue o multímetro e selecione a função de teste de diodo, geralmente indicada por um símbolo de diodo (um triângulo com uma linha reta ao lado).
2. Teste de Polarização Direta: Conecte a ponta de prova vermelha (positiva) ao anodo do diodo Zener (lado sem a faixa) e a ponta de prova preta (negativa) ao catodo (lado com a faixa), como é mostrado no símbolo do diodo Zener. O multímetro deve mostrar uma queda de tensão direta, normalmente em torno de 0,7 volts para diodos de silício. Se o multímetro indicar “OL” (overload) ou um valor muito alto, o diodo pode estar aberto (defeituoso).
3. Teste de Polarização Reversa: Inverta as pontas de prova do multímetro, conectando a ponta de prova vermelha ao catodo (lado com a faixa) e a ponta de prova preta ao anodo (lado sem a faixa). O multímetro deve mostrar “OL” ou um valor alto, indicando que o diodo está bloqueando a corrente na direção reversa. No entanto, este teste não verifica se o diodo Zener atinge sua tensão de ruptura específica.