Um diodo zener cuja tensão nominal é de 10 V com 10 mA tem uma resistência dinâmica de
e corrente zener de joelho de
. Qual o valor de tensão
? Qual será o novo valor de
se o valor da corrente dobrar? E se o valor da corrente cair pela metade do valor inicial? Qual será a regulação de tensão para estes últimos dois casos?
Passo 1
Beleza, olha só o que o enunciado está pedindo: a gente tem um diodo Zener com tensão nominal de 10 V quando a corrente que passa nele é de 10 mA. Além disso, ele tem uma resistência dinâmica interna de 50 Ω e a corrente de joelho é 0,15 mA (mas essa só diz quando ele começa a regular direito).
Conteúdo da matéria: modelo linear do diodo Zener (tensão ≈ tensão nominal + resistência dinâmica vezes variação de corrente).
O que vamos precisar:
• A fórmula do modelo linear:
Conteúdo da matéria: modelo linear do diodo Zener (tensão ≈ tensão nominal + resistência dinâmica vezes variação de corrente).
O que vamos precisar:
• A fórmula do modelo linear:
• Calcular V_Z em três pontos de corrente: 10 mA, 20 mA e 5 mA.
• Definir e calcular regulação de tensão para os dois casos fora do nominal.
Passo 2
Primeiro, vamos achar a tensão Zener no ponto nominal, ou seja, em
.
Pela fórmula do modelo linear:
Pela fórmula do modelo linear:
Como
, a diferença
, então
Passo 3
Agora dobraremos a corrente para
.
Usando de novo
Usando de novo
Lembrando que
, isso dá
Passo 4
Agora cortamos a corrente pela metade:
.
De novo na fórmula:
De novo na fórmula:
Ou seja,
Passo 5
Vamos definir a regulação de tensão como a variação percentual em relação ao valor nominal de 10 V:
• Para a corrente dobrada (
):
• Para a corrente pela metade (
):
(O sinal negativo só indica queda de tensão.)
Resposta
V_DZ no ponto nominal (10 mA) = 10 V
V_Z com corrente dobrada (20 mA) = 10,5 V
V_Z com corrente pela metade (5 mA) = 9,75 V
Regulação para dobro de corrente = +5 %
Regulação para meia corrente = −2,5 %
V_Z com corrente dobrada (20 mA) = 10,5 V
V_Z com corrente pela metade (5 mA) = 9,75 V
Regulação para dobro de corrente = +5 %
Regulação para meia corrente = −2,5 %