Da teoria à prática: utilizando diodos zeners para proteção de sobretensão confiável
2024-05-15 9264

Os diodos de Zener, desenvolvidos no início do século XX pelo físico americano Clarence Melvin Zener após seu doutorado pela Universidade de Harvard em 1930, marcaram um avanço significativo em componentes eletrônicos.Este artigo detalha as características específicas desses diodos, que são fortemente dopados para criar regiões de depleção muito finas, onde estão presentes campos elétricos fortes.Quando esse campo atinge a tensão de ruptura do diodo, que pode ser inferior a 5V para a quebra do zener ou acima de 5V para a quebra de avalanche, é forte o suficiente para desalojar elétrons de suas ligações atômicas, gerando uma corrente elétrica.Essa descoberta forneceu uma nova maneira de controlar os circuitos eletrônicos, variando na tensão de quebra de menos de 1V a mais de 250V, com tolerâncias entre 1% e 20%, facilitando a precisão em projetos eletrônicos.

Catálogo

Figura 1: Diodo Zener em PCB real

O que é o diodo Zener?

Os diodos de Zener aproveitam as características de detalhamento da junção PN quando tendenciosas reversas e podem desempenhar um papel maior na manutenção da estabilidade de suas tensões terminais quando a corrente flutua significativamente.A tensão do diodo sobre eles permanece constante e não afetada por qualquer íons V ariat na tensão de entrada.Essa estabilidade é útil em projetos de circuitos eletrônicos para neutralizar alterações na tensão do circuito que podem resultar de flutuações da fonte de alimentação ou distúrbios semelhantes.Ao implantar diodos Zener em pontos estratégicos, os designers podem estabilizar com segurança a tensão entre as cargas, garantindo o desempenho consistente dos componentes eletrônicos.Essa função direta, mas sofisticada dos diodos zener, os torna parte integrante dos circuitos modernos, facilitando o controle preciso sobre a tensão e aumentando a confiabilidade geral dos sistemas elétricos.

Além disso, o símbolo elétrico do diodo Zener é diferente do símbolo de diodo comum.Nos diagramas de circuito, diodos convencionais, como diodos de sinal ou diodos de potência, são representados com símbolos padrão que diferem dos usados para diodos zener.

Figura 2: Diodo regular

Figura 3: Diodo Zener

Quando se trata de diodos Zener projetados especificamente para a supressão de tensão transitória (TVs), eles geralmente são combinados em um único dispositivo.Esse dispositivo de combinação é representado em esquemas com um símbolo distinto que o diferencia visualmente de diodos zeres únicos e outros tipos de diodos.Esse símbolo especializado ajuda técnicos e engenheiros a identificar rapidamente a função e as características do dispositivo em um circuito, garantindo um projeto e solução de problemas precisos e eficientes.

Figura 4: Combinação de dois diodos Zener TVs

Valores comuns de diodo Zener e números de peça

Ao escolher um diodo Zener, é crucial escolher um com uma classificação de tensão que atenda às necessidades do seu circuito para garantir regulação e proteção efetiva de tensão.Aqui está uma quebra de diodos zener comumente usados, suas aplicações típicas e números de peças.

3.3V 1N5226

Ideal para estabilizar a tensão em circuitos lógicos de 3.3V, que são comumente encontrados em microcontroladores e processadores de sinal digital (DSP).Esses diodos garantem desempenho consistente, mantendo a tensão operacional correta.

5.1V 1N5231

Freqüentemente usado em circuitos digitais e lógicos 5V, este diodo é perfeito para circuitos típicos de TTL (lógica do transistor-transistor) e CMOs (complementares do óxido de metal-óxido).Ele fornece regulação confiável de tensão, protegendo componentes eletrônicos sensíveis das flutuações de tensão.

Figura 5: 1N5231 Medição do diodo Zener

6.8V 1N5235

Este diodo é adaptado para circuitos analógicos que operam ligeiramente acima de 5V, oferecendo proteção adicional para sensores especializados ou ICs lógicas mais antigas (circuitos integrados) que requerem um buffer em tensão para operar com segurança e eficácia.

9.1V 1N5239

Ideal para dispositivos de 9V movidos a bateria, como amplificadores portáteis ou módulos sem fio.Ele garante que esses dispositivos recebam uma fonte de alimentação estável, aumentando seu desempenho e confiabilidade.

11.0V 1N5241

Adequado para circuitos que precisam de uma tensão ligeiramente acima dos níveis lógicos padrão, incluindo certos circuitos analógicos.Ele também fornece proteção de sobretensão para sistemas de 12V, tornando -o versátil para uma variedade de aplicações.

13.0V 1N5243

Comumente usado em sistemas de fonte de alimentação de 12V, especialmente em sistemas de eletrônicos automotivos ou de controle industrial.Oferece proteção robusta de sobretensão, protegendo -se em potenciais picos de tensão que podem danificar o sistema.

15.0V 1N5245

Este diodo é usado em que a estabilidade da tensão de 15V é necessária, como nas fontes de alimentação para amplificadores operacionais ou como proteção básica em sistemas eletrônicos com níveis mais altos de tensão operacional.

Princípio de trabalho do diodo Zener

O diodo Zener opera em princípios distintos dos diodos semicondutores típicos devido à sua estrutura física única, com doping pesado.Essa doping resulta em uma região de depleção consideravelmente mais fina, tornando o campo elétrico mais intenso em comparação com o dos diodos comuns.

Quando um diodo Zener é tendencioso reverso, o forte campo elétrico dentro de sua zona de depleção estreita pode excitar diretamente os elétrons de valência para a banda de condução em uma tensão específica conhecida como tensão do zener.Essa excitação direta leva ao colapso do Zener, um fenômeno distinto da quebra de avalanche normalmente visto em diodos menos dopados.Na quebra de avalanche, a região de depleção aumenta sob viés reverso até que a tensão reversa seja alta o suficiente para energizar os portadores minoritários.Essas transportadoras ganham energia suficiente para colidir com íons de treliça, libertando mais elétrons e desencadeando uma reação em cadeia que aumenta acentuadamente a corrente.

Figura 6: Corrente de Diodo Zener

Figura 7: Princípio do Circuito de Proteção de Overtensão do Diodo Zener

O colapso do zener, no entanto, decorre principalmente do tunelamento quântico causado pelo intenso campo elétrico, ocorrendo mesmo antes que as condições para a quebra de avalanche sejam atendidas.Essa diferença crítica permite que o diodo Zener mantenha uma tensão estável nos seus terminais na presença de níveis de corrente variados, uma característica chave que é alavancada no projeto do circuito para estabilização de tensão.

Figura 8: Diodo Zener Zener e Avalanche Breakdown Diagrama

Figura 9: Diagrama esquemático de divisão de avalanche do diodo Zener

Para aplicações práticas, os diodos Zener são projetados para utilizar a quebra do Zener ou a quebra de avalanche, dependendo da tensão do Zener.Diodos com tensões mais baixas do zener, geralmente abaixo de 6V, passam principalmente por quebra de zener, tornando -os adequados para aplicações que exigem estabilidade de tensão em tensões mais baixas.Por outro lado, os diodos com tensões mais altas do zener, com mais de 6V, têm maior probabilidade de experimentar a quebra de avalanche, o que é mais adequado para lidar com faixas de tensão mais altas.Essa flexibilidade permite que os diodos Zener sejam empregados em um amplo espectro de aplicações eletrônicas, garantindo controle confiável de tensão e aumentando a adaptabilidade geral dos circuitos eletrônicos.

Diferença entre um diodo zener e um diodo de sinal

Diodos de zener e diodos de sinal são dispositivos semicondutores usados em circuitos eletrônicos, mas diferem significativamente na função e na estrutura, especialmente quando tendenciosos reversos.

Figura 10: Diodo Zener vs.Diodo de sinal

Diodos Zener - Estabilidade e proteção de tensão

Esses dispositivos são projetados especificamente para lidar com condições de polarização reversa através de doping pesado do material semicondutor.Esse alto nível de doping reduz a largura da junção PN, intensificando o campo elétrico dentro da região de depleção.Como resultado, quando a tensão reversa atinge a tensão de quebra do Zener (VZ), o diodo Zener permite que a corrente flua na direção inversa sem danos.Esse recurso é crucial para aplicações como regulação de tensão e proteção de sobretensão, onde é necessário manter uma tensão estável ou proteger componentes sensíveis.Por exemplo, em um cenário de regulação de tensão, quando a tensão do circuito excede a tensão do zener, o diodo Zener ativa, conduzindo a corrente e estabilizando a tensão para evitar flutuações que possam danificar componentes eletrônicos.

Diodos de sinal - - processamento de sinal eficiente e retificação

Por outro lado, os diodos de sinal são projetados para condução eficiente para a frente com vazamento mínimo de corrente reversa.Normalmente, eles permitem que muito pouca corrente flua quando tendenciosos reversos - geralmente apenas nanoamperes para microamperes - que são insignificantes para a maioria das aplicações.No entanto, esses diodos podem ser danificados se a tensão reversa exceder sua tensão de quebra, levando a possíveis circuitos abertos ou curtos.Suas aplicações primárias incluem modelagem de sinal, comutação e retificação de baixa potência, onde a condução direta é necessária e a corrente reversa precisa ser minimizada para evitar interferências.

Enquanto os diodos do Zener e do sinal permitem o fluxo de corrente do ânodo para o cátodo, quando parecido com a frente, seus comportamentos tendenciosos reversos atendem a necessidades distintas.Os diodos zener são indispensáveis em circuitos onde a tensão precisa ser controlada ou onde os componentes precisam de proteção contra picos de tensão.Sua capacidade de conduzir ao contrário sem danos é única e essencial para tais papéis de proteção.Por outro lado, os diodos de sinal se destacam em aplicações que requerem condução de corrente direta eficiente com isolamento robusto durante o viés reverso.

A escolha entre um diodo Zener e um diodo de sinal depende dos requisitos específicos da aplicação - estabilização e proteção de tensão para o primeiro manuseio de sinal eficiente e a retificação para este último.Cada tipo de diodo oferece benefícios personalizados que os tornam adequados para diferentes funções no design e implementação do circuito.

Vantagens e desvantagens do circuito de proteção de sobretensão de Zener (OVP)

Vantagens

Em primeiro lugar, um circuito de proteção de sobretensão do Zener é notavelmente direto, consistindo principalmente de um diodo zener emparelhado com um resistor em série.Esse design minimalista facilita fácil integração em várias configurações eletrônicas, tornando -o acessível mesmo para aqueles com habilidades técnicas básicas.Também é fácil de manter devido aos poucos componentes envolvidos.

Em seguida, o uso de diodos Zener para proteção de sobretensão é economicamente vantajoso.Os próprios diodos e os componentes associados estão baratos e amplamente disponíveis.Isso torna os circuitos de diodo Zener uma opção atraente para regulamentação eficaz de tensão sem um investimento financeiro significativo.

Além disso, os diodos Zener são projetados para oferecer uma saída estável na tensão de quebra especificada.Essa estabilidade é crucial para limitar a tensão a níveis seguros, garantindo proteção confiável contra picos de tensão que, de outra forma, poderiam danificar os componentes sensíveis ao circuito.

Desvantagens

Uma desvantagem significativa é a tendência do circuito de consumir energia considerável durante a operação.À medida que o diodo Zener se ativa para prender a tensão, ele também permite que a corrente passe, o que gera calor devido à resistência.Esse calor é essencialmente desperdiçado energia, representando um desafio em aplicações sensíveis à energia.

Em seguida, o calor gerado pelo diodo Zener ao conduzir pode levar a temperaturas mais altas dentro do circuito.A implementação de medidas de resfriamento adicionais, como dissipadores de calor ou ventiladores, pode ser necessária para dissipar o calor com eficiência e manter temperaturas seguras do componente.

No entanto, enquanto os diodos de Zener se destacam na regulação da tensão, eles não fornecem uma forte proteção de sobrecorrente.Para proteger contra correntes excessivas que podem ocorrer durante as condições de falha, geralmente é essencial emparelhar diodos zeres com outros componentes de proteção, como fusíveis ou disjuntores, o que pode complicar o design do circuito e aumentar o custo.

A função do diodo Zener

A função primária de um circuito de proteção de sobretensão é monitorar continuamente a tensão do circuito e responder rapidamente se exceder o limiar de segurança, impedindo assim danos potenciais aos componentes eletrônicos.Os diodos Zener também desempenham esse papel, pois podem manter a condução estável em uma tensão de ruptura reversa específica enquanto exibe alta resistência em condições operacionais normais, garantindo que não interfiram no funcionamento adequado do circuito.

Em primeiro lugar, identifique a tensão operacional normal e o limite máximo de tensão que pode danificar os componentes do circuito.Escolha um diodo Zener com uma tensão de zener ligeiramente acima da tensão de operação normal, mas abaixo do limite máximo de tensão.Essa configuração garante que o diodo seja ativado para realizar eletricidade somente quando a tensão exceder a faixa normal, protegendo assim contra a sobretensão.

Em segundo lugar, integre o diodo Zener selecionado no circuito em paralelo ao componente que ele deve proteger.A colocação precisa é necessária, pois permite que o diodo diminua a tensão excessiva do componente sensível.Adicione um resistor de limitação de corrente em série com o diodo Zener.O objetivo desse resistor é controlar o fluxo de corrente através do diodo quando está ativo, evitando danos devido à corrente excessiva e garantindo que o circuito permaneça estável e seguro sob condições de sobretensão.

Exemplo operacional

Considere um circuito projetado para melhorar a medição da densidade de ruído.Aqui, um diodo Zener é colocado após a fonte de alimentação de baixo ruído, com uma tensão de quebra logo acima da tensão de alimentação típica para lidar com quaisquer flutuações.O diodo Zener atua para absorver picos de tensão e estabilizar a tensão de saída para os circuitos subsequentes.Um resistor de limitação de corrente cuidadosamente calculado é usado para proteger o diodo Zener sob várias condições de carga e garantir uma saída de tensão consistente.

Para lidar com sinais de ruído, inclua um capacitor de bloqueio de CC para filtrar os componentes CC e permitir apenas o sinal de ruído CA, garantindo que ele esteja livre da interferência de CC.O sinal de ruído é então amplificado usando um amplificador de baixo ruído e, possivelmente, através da amplificação de vários estágios para fortalecer o sinal sem alterar sua integridade.Esse sinal é passado através de um filtro passa -banda definido entre 1kHz e 3kHz para isolar e medir o ruído apenas dentro da faixa de frequência alvo, garantindo assim a precisão na detecção e medição.

Finalmente, o sinal é medido usando um verdadeiro voltímetro RMS, que oferece alta precisão e estabilidade.Ao selecionar cuidadosamente a tensão do zener e configurar o resistor limitador de corrente, um circuito de proteção de sobretensão de diodo Zener fornece uma solução robusta para proteger o equipamento eletrônico de eventos inesperados de alta tensão, garantindo assim a durabilidade e a operação estável de dispositivos eletrônicos.

Figura 11: Diodo Zener usado no circuito de medição de densidade de ruído

Como proteger os circuitos da sobretensão?

Proteger componentes eletrônicos sensíveis, como microcontroladores, de tensões excessivas é crucial no projeto do circuito.Normalmente, os pinos de E/S do microcontrolador têm uma tolerância máxima à tensão - geralmente 5V.Exceder esse limite corre o risco de danificar o microcontrolador.Um método prático para proteger esses componentes envolve a construção de um circuito de proteção de sobretensão (OVP) usando diodos zener.

Para um circuito em que a tensão de operação normal é próxima de 5V, é ideal um diodo zener com uma tensão de ruptura um pouco mais alta, como 5.1V,.Isso garante que, em condições normais (tensões abaixo de 5,1V), o diodo Zener permanece não condutor e não interfere na operação do circuito.Quando a tensão de entrada excede 5.1V, o diodo Zener ativa, conduzindo a corrente e fixando a tensão a aproximadamente 5,1V para evitar danos aos componentes do circuito a jusante.

Para validar o design, simule o circuito OVP usando o software Spice, como o Cadence Pspice.Configure a simulação com uma fonte de tensão (V1), um resistor limitador de corrente (R1) e o diodo Zener escolhido (D2).Nesse cenário, assuma um diodo Zener de 6,8V (por exemplo, 1N4099) para teste.Se a tensão do V1 exceder 6,8V, a simulação deve mostrar que a tensão de saída é efetivamente limitada a cerca de 6,8V ou menos, confirmando a capacidade de proteção do diodo.

Com uma tensão de entrada de 6V, a saída deve permanecer estável e próxima da entrada, indicando operação normal.A 6,8V, a saída deve se alinhar ligeiramente abaixo da tensão do zener, mostrando a estabilização do engajamento e tensão do diodo.Ao aumentar a entrada para 7,5V (uma condição de sobretensão), a saída deve ficar significativamente abaixo da entrada, em torno de 6.883V, demonstrando proteção efetiva contra a sobretensão.Dependendo das necessidades específicas do circuito, os diodos Zener com várias tensões de quebra como 3,3V, 5.1V, 9,1V ou 10.2V podem ser escolhidos.Essa flexibilidade permite que os designers adaptem a proteção de sobretensão aos requisitos precisos do aplicativo, garantindo proteção ideal.

Ao escolher cuidadosamente o diodo Zener apropriado e simular com precisão seu comportamento sob diferentes condições de tensão, os designers podem garantir uma proteção robusta de sobretensão.Essa abordagem não apenas evita danos aos delicados componentes do circuito, mas também aprimora a confiabilidade e o desempenho gerais dos dispositivos eletrônicos.

Figura 12: Diagrama de circuito de diodo Zener

Como escolher o diodo Zener de proteção contra sobretensão apropriado?

A escolha de um diodo Zener eficaz para proteção de sobretensão requer algumas etapas críticas para garantir que o circuito opere com segurança e eficiência em todas as condições.

Determine a tensão Zener apropriada

Identifique a tensão máxima que o circuito deve manusear.Por exemplo, se o design especificar que a tensão não deve exceder 6,8V, um diodo zener com uma tensão de quebra de 6,8V seria ideal.

Se uma correspondência exata para a tensão do Zener necessária não estiver disponível, opte pelo valor mais alto mais próximo.Por exemplo, para proteger contra sobretensões tão altas quanto 7V, um diodo zener de 6,8V seria uma aproximação adequada, fixando efetivamente a tensão logo abaixo do limite máximo.

Calcule a carga e a corrente de polarização

Comece calculando a corrente que normalmente flui através da carga;Suponha que seja 50mA.Adicione a corrente de polarização necessária para a operação do diodo Zener a esta figura.Se o diodo Zener exigir uma corrente de polarização de 10mA, o requisito de corrente total seria de 60mA (corrente de carga de 50mA mais corrente de viés de 10mA).

Determine a classificação de energia para o diodo Zener

Calcule a dissipação de energia usando a tensão do Zener e a corrente total.Com uma tensão zener de 6,8V e uma corrente total de 60mA, a dissipação de energia seria calculada como 6,8V x 0,060a = 0,408 watts.Selecione um diodo Zener com uma classificação de energia mais alta que o valor calculado para garantir confiabilidade e segurança.Um diodo com uma classificação de 500 MW forneceria margem suficiente.

Calcule o valor do resistor limitador atual

Verifique a tensão máxima que o circuito pode experimentar, digamos 13V.Calcule a queda de tensão através do resistor, que é a diferença entre a tensão da fonte e a tensão do zener: 13V - 6,8V = 6,2V.Usando a lei de Ohm, calcule o valor de resistência necessário: queda de tensão / corrente total = 6,2V / 0,060A ≈ 103Ω.Você pode arredondar isso para um valor de resistor padrão como 100Ω para fins práticos.

Método de detecção do diodo Zener

Para identificar a polaridade dos diodos Zener, pode -se começar examinando sua aparência.Os diodos Zener encapsulados em metal geralmente distinguem a polaridade através da forma da face final: a extremidade plana indica normalmente o eletrodo positivo, enquanto a extremidade semicircular marca o eletrodo negativo.Para diodos Zener encapsados em plástico, procure uma marca de cores no terminal negativo, oferecendo um guia visual rápido para a polaridade.

Para um método mais preciso, o uso de um conjunto de multímetro no teste de diodo ou uma configuração de baixa resistência, como o RX1K, é eficaz.Conecte as sondas multímetro ao diodo - um a cada terminal.Observe a resistência exibida, depois troque as sondas e meça novamente.A configuração que mostra menor resistência terá a sonda preta no positivo e no vermelho no terminal negativo.Uma resistência muito alta ou muito baixa em ambas as medições pode indicar que o diodo está danificado e não está funcionando corretamente.

Figura 13: Diodos Zener

Ao medir o valor da regulação de tensão de um diodo Zener, é aconselhável usar uma fonte de alimentação CC continuamente ajustável.Para os diodos Zener classificados abaixo de 13V, defina a fonte de alimentação como 15V.Conecte o diodo em série com um resistor limitador de 1,5kΩ entre o cátodo e a saída positiva da fonte de alimentação e o ânodo à saída negativa.Meça a tensão no diodo usando um multímetro;O valor exibido será o valor da regulação de tensão do diodo.

Figura 14: Formas comuns de diodo Zener

Para diodos Zener com valores de regulação acima de 15V, aumente a saída da fonte de alimentação para mais de 20V para garantir uma medição precisa.Como alternativa, para diodos zener de alta tensão, pode ser usado um megohmímetro capaz de fornecer até 1000V.Conecte o vantagem positiva do Megohmmeter ao terminal negativo do diodo e ao chumbo negativo ao terminal positivo.Gire a alça do megohmímetro a uma velocidade consistente e leia a tensão no diodo usando um multímetro até que se estabilize na tensão de regulamentação do diodo.

Se as flutuações ou instabilidade no valor de tensão forem observadas durante esses testes, isso pode indicar que o diodo está executando inconsistentemente ou está danificado, necessitando de sua substituição.

Tamanho do pacote de diodo Zener

Figura 15: Dimensões do pacote de diodos Zener

Ao trabalhar com diodos Zener, é preciso estar familiarizado com suas dimensões físicas e embalagens.As dimensões desses diodos são normalmente fornecidas em polegadas, seguindo certos padrões de fabricação e preferências do setor, embora as dimensões do milímetro também estejam disponíveis para referência.

Detalhes do esboço do pacote

As dimensões externas do pacote de um diodo Zener, que incluem o diâmetro (BD) e o comprimento (BL), podem ser ajustados dentro dos limites especificados.Essa flexibilidade permite o ajuste personalizado em várias aplicações, principalmente quando o gerenciamento térmico é uma preocupação.Se o pacote de diodo Zener incluir pasta térmica, usada para melhorar a condução de calor do diodo, esse elemento deve ser considerado no tamanho total do pacote.No entanto, as restrições usuais de tamanho mínimo para o diâmetro (BD) não se aplicam quando a pasta térmica estiver envolvida.A medição do comprimento (BL) deve abranger todo o pacote, incluída pasta térmica.

Diâmetro do pino V ariat

Nos diodos Zener, o diâmetro dos pinos pode diferir dentro do pacote.Esse íon V ariat acomoda qualquer irregularidade no acabamento ou desvios do pino em seções que não incluam pasta térmica.Fatores como espessura de revestimento ou pequenas anomalias de fabricação podem levar a diferenças no tamanho do pino, que são importantes a serem consideradas durante os processos de projeto e montagem.

Representação de símbolo para diâmetro

Para garantir clareza na documentação e consistência entre os projetos de engenharia, o tamanho do diâmetro dos desenhos e especificações dos diodos zeres adere ao padrão ASME Y14.5M.Este padrão determina o uso do símbolo "φx" para representar diâmetros, promovendo a uniformidade e a precisão nos desenhos de engenharia e ajudando a manter a consistência nas especificações de fabricação.

Conclusão

O desenvolvimento de diodos Zener os tornou indispensável na eletrônica moderna, especialmente na regulação de tensão e proteção de sobretensão.Suas propriedades exclusivas de ruptura do Zener e Avalanche permitem lidar com efetivamente flutuações de tensão.Comparando suas estruturas e operações com as dos diodos de sinal aprofunda nossa compreensão de suas aplicações específicas nos projetos de circuitos.No entanto, embora os diodos Zener ofereçam proteção de sobretensão eficiente e econômica, eles também apresentam desafios como consumo de alta energia e a necessidade de gerenciamento térmico eficaz.Essas questões destacam a necessidade de inovação e otimização contínuas no design de circuitos eletrônicos para alavancar todo o potencial dos diodos Zener.

Perguntas frequentes [FAQ]

1. Para que é um diodo Zener usado?

Um diodo Zener é usado principalmente para regulação de tensão, garantindo que, mesmo que a tensão de alimentação flutua, a tensão no diodo Zener permaneça estável.Também é usado para proteção de sobretensão, protegendo eletrônicos sensíveis contra picos de tensão.

2. O que é proteção de sobretensão?

A proteção de sobretensão é um mecanismo de proteção do circuito que impede que a tensão excessiva prejudique os componentes eletrônicos.Ele garante que os níveis de tensão permaneçam dentro dos limites de segurança para os componentes do circuito.

3. Quais são os circuitos de proteção de sobretensão?

Os circuitos de proteção de sobretensão são projetados para impedir que a tensão excessiva atinja e prejudique os componentes.Esses circuitos normalmente usam componentes como diodos zener, varistores ou diodos supressores de tensão transitória (TVs) para prender a tensão para níveis de segurança durante picos de tensão.

4. Qual é a diferença entre um diodo normal e um diodo zener?

A principal diferença está no manuseio da tensão reversa.Os diodos normais bloqueiam a corrente na direção reversa e podem ser danificados se a tensão reversa exceder um determinado limite.Por outro lado, os diodos Zener são projetados não apenas para bloquear a corrente reversa, mas também para conduzir com segurança quando a tensão reversa exceder um nível predeterminado, conhecido como tensão do zener, sem danos.

5. Qual é o princípio de funcionamento do diodo Zener?

Um diodo Zener opera, permitindo que a corrente flua na direção inversa quando a tensão exceder sua tensão zener.Isso se deve à sua junção P-N fortemente dopada, que cria uma região de depleção estreita.Os campos elétricos altos nesta junção permitem que o diodo Zener conduza ao contrário sem ser danificado, mantendo assim a estabilidade da tensão.Esta propriedade é utilizada para regulamentação e proteção de tensão em circuitos.