De que forma a variação de temperatura influência no funcionamento de diodos zener? Se verdadeira, ao se fazer uma regulação zener de 36 V DC , qual a melhor solução? (Ref.: Integrated Electronics Millman - Chap 3 - Junction-Diode).

Passo 1

Beleza, o enunciado tá perguntando duas coisas: primeiro, como a temperatura afeta o comportamento de um diodo Zener; segundo, se tudo isso for verdade, “qual a melhor forma de montar uma regulação Zener de 36 V DC?”.
Conteúdo: diodo Zener, coeficiente de temperatura (TC) e ideia de colocar vários Zeners em série para minimizar deriva térmica. Vamos precisar saber que, em torno de 5,6 V, o TC do Zener é quase zero, abaixo disso ele fica negativo, acima disso positivo.

Passo 2

Teoria do coeficiente de temperatura (TC) no Zener:
  1. O Zener entra em avalanche para V_Z > ≈6 V e em “efeito túnel” (verdadeiro Zener) para V_Z < ≈5 V.
  2. Quando V_Z é menor que ≈5,6 V, o TC é negativo (a tensão cai com o aumento da T).
  3. Quando V_Z é maior que ≈5,6 V, o TC é positivo (a tensão sobe com o aumento da T).
  4. Em V_Z ≃5,6 V, o TC é praticamente zero: é o ponto ideal para estabilidade térmica.

Passo 3

O problema de usar um único Zener de 36 V é que ele opera todo no regime de avalanche, logo tem TC bem positivo – conforme esquenta, a tensão de saída “voa” pra cima. Não é estável.

Passo 4

Solução inteligente: quebrar esses 36 V em vários Zeners de cerca de 5,6 V cada – ou o mais próximo disso – para que cada diodo fique perto do ponto de TC zero. Se eu usar 6 Zeners de 6,0 V (ou melhor ainda, 5,6 V) em série, cada um tem pouco TC, e a soma dá 36 V.
Exemplo com valores padrão:
  • Pegue seis diodos Zener de V_Z = 6,0 V.
  • Em série: 6times6,0;V = 36,0;V
    - Cada Zener está quase no ponto de TC zero, então o conjunto inteiro sofre pouquíssima variação com temperatura.

Passo 5

Montagem e ajuste prático:
  1. Ligue em série seis Zeners de V_Z nominal ≃6 V.
  2. Coloque uma resistência de polarização na entrada para limitar a corrente total.
  3. Teste com variação de temperatura (ou simule no forno de secagem) e você verá que a saída varia bem pouco.

Resposta

Para regular 36 V DC com mínima deriva térmica, use vários Zeners de cerca de 5,6 V–6,0 V em série (no nosso exemplo 6×6 V), em vez de um único Zener de 36 V. Dessa forma, cada diodo opera próximo ao ponto de coeficiente de temperatura nulo e a soma permanece estável com a variação térmica.

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