O que é o diodo de Zener? Princípio de funcionamento do diodo de Zener

O diodo Zener é basicamente como uma PN comumdiodo de junção, mas normalmente operado em condições de polarização reversa. Mas o diodo de junção PN comum conectado na condição de polarização reversa não é usado praticamente como diodo Zener. Um diodo Zener é um diodo de junção PN altamente projetado e altamente dopado.

Princípio de funcionamento do diodo de Zener

Quando um diodo de junção PN é polarizado, ocamada de depleção se torna mais larga. Se esta voltagem enviesada reversa através do diodo é aumentada continuamente, a camada de depleção torna-se cada vez mais mais larga. Ao mesmo tempo, haverá uma corrente de saturação reversa constante devido a portadores minoritários.

Depois de certa voltagem reversa através doNa junção, as transportadoras minoritárias obtêm energia cinética suficiente devido ao forte campo elétrico. Elétrons livres com energia cinética suficiente colidem com íons estacionários da camada de depleção e eliminam mais elétrons livres. Esses elétrons livres recém-criados também obtêm energia cinética suficiente devido ao mesmo campo elétrico e criam mais elétrons livres por colisão cumulativamente. Devido a este fenômeno comutativo, muito em breve, grandes elétrons livres são criados na camada de depleção, e todo o diodo se tornará condutivo. Esse tipo de quebra da camada de depleção é conhecido como quebra de avalanche, mas esse desmembramento não é muito acentuado. Há outro tipo de quebra na camada de depleção que é mais nítida em comparação com a avalanche, e isso é chamado de decomposição de Zener. Quando uma junção PN é um diodo altamente dopado, a concentração de átomos de impureza será alta no cristal. Esta maior concentração de átomos de impureza provoca a maior concentração de íons na camada de depleção, portanto, para a mesma tensão aplicada reversa, a largura da camada de depleção torna-se mais fina do que em um diodo normalmente dopado.

Devido a esta camada de depleção mais fina, a tensãogradiente ou força do campo elétrico através da camada de depleção é bastante alta. Se a tensão reversa continuar a aumentar, após uma certa voltagem aplicada, os elétrons das ligações covalentes dentro da região de depleção sairão e tornarão a região de depleção condutiva. Essa divisão é chamada de desarranjo de Zener. A tensão na qual esta avaria ocorre é chamada tensão de Zener. Se a tensão inversa aplicada ao longo do diodo for maior que a tensão de Zener, o diodo fornecerá um caminho condutor para a corrente através dele, portanto, não há possibilidade de quebra adicional de avalanche. Teoricamente, a quebra de Zener ocorre em um nível de tensão mais baixo do que a quebra de avalanche em um diodo, especialmente dopado para a quebra de Zener. O colapso do Zener é muito mais acentuado do que o colapso da avalanche. A tensão Zener do diodo é ajustada durante a fabricação com a ajuda da dopagem necessária e adequada. Quando um diodo zener está ligado através de uma fonte de voltagem ea tensão da fonte é maior do que a tensão Zener, a tensão através de um diodo Zener permanece fixa, independentemente da tensão da fonte. Embora nessa condição, a corrente através do diodo pode ser de qualquer valor, dependendo da carga conectada ao diodo. É por isso que usamos um diodo Zener principalmente para controlar a tensão em diferentes circuitos.

Circuito de Diodo Zener

Diodo Zener nada mais é que um único diodo conectado em um viés reverso, já declaramos isso. Um diodo conectado na posição de polarização reversa em um circuito é mostrado abaixo,

Circuito de Diodo Zener

O símbolo do circuito de um Diodo Zener também é mostrado abaixo.
diodo zener e seu símbolo

Características de um diodo Zener

Agora, discutindo sobre os circuitos de diodo devemos olhar através da representação gráfica da operação do diodo zener. Normalmente, são chamadas as características V-I de um diodo Zener.

Características de um diodo Zener

O diagrama acima mostra as características da V-Ide um diodo zener. Quando o diodo é conectado em polarização direta, esse diodo atua como um diodo normal, mas quando a tensão de polarização reversa é maior que a tensão zener, ocorre uma quebra acentuada. Nas características V-I acima de Vz é a tensão zener. É também a tensão do joelho, porque neste momento a corrente aumenta muito rapidamente.

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