Os aparelhos eletrônicos em sua casa dependem de seus circuitos para funcionar. Esses circuitos elétricos são projetados de forma a permitir que a eletricidade flua na direção apropriada para seus diversos usos. Controlar o fluxo de eletricidade pode ser complicado, dados os diferentes propósitos que a eletricidade serve. É aí que entram os diodos.
Diodo Zener
Os diodos são usados para permitir que a eletricidade flua em uma única direção através de um circuito. Diodos Zener diferem de outros tipos de diodos porque, quando você os conecta na direção reversa em um circuito, de forma que a corrente flui na direção oposta através de um diodo, eles permitem que uma pequena corrente de fuga flua. Este é um tipo de corrente que flui para o solo para evitar que afete outras partes do circuito, além de prevenir danos ao próprio diodo.
Você pode usar diodos como o diodo Zener na conversão entre corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC). A corrente AC muda entre fluir em uma direção e fluir na outra, enquanto a corrente DC só se move em uma direção. Você pode encontrar retificadores em ponte, ou diodos retificadores, em muitas dessas configurações elétricas.
Os retificadores podem converter corrente CA em CC permitindo apenas uma direção, positiva ou negativa, do fluxo de corrente, ou convertendo uma direção do ciclo de corrente AC para a outra direção. Os retificadores são convertidos entre as fontes de alimentação CC que transportam eletricidade por longas distâncias para a energia CA encontrada na maioria dos eletrodomésticos.
Tensão de ruptura reversa Zener
Essas características permitem que os diodos Zener tenham uma tensão de ruptura reversa definida. Esta é a tensão na qual os diodos começam a conduzir a corrente na direção reversa e é uma diferença entre as configurações do diodo Zener e do diodo retificador. Esses diodos têm uma queda de tensão definida que não muda muito em uma faixa de tensões de entrada.
Assim que você aumenta a tensão na direção reversa de um diodo Zener até o ponto em que atinge a tensão de ruptura, a corrente flui através do diodo. O resistor em série do diodo governa o valor máximo da corrente antes de se estabilizar em um valor constante. Esse valor então permanece constante, não importa o quanto você altere a tensão de entrada.
Se você aumentar a tensão para um valor maior do que a tensão de ruptura, uma queda de tensão se formará no resistor. A corrente fluiria através do diodo e o dispositivo se conectaria ao solo, causando um curto-circuito no diodo. Isso separaria a carga da fonte e regularia a tensão.
Aplicações de diodo Zener
Por essas razões, os diodos Zener são adequados para fins de regulação de tensão em circuitos. Você encontrará essas características dos diodos Zener em aplicações de regulação de tensão, supressores de surto e circuitos clipper.
Os diodos Zener em circuitos de clipper podem alterar a forma da corrente CA para limitar seus ciclos de avanço ou reverso. Os diodos Zener são úteis para regular a tensão em diferentes circuitos quando há muito ou pouco. A simplicidade de seu design e uso os torna candidatos ideais para a conversão de voltagem.
Projeto de Diodo
Como os diodos Zener, os retificadores usam junções P-N, materiais semicondutores que permitem que a corrente flua em apenas uma direção. Eles são projetados usando semicondutores do tipo p ao lado de semicondutores do tipo n com um lado "p" que tem buracos extras, lugares sem elétrons, que são carregados positivamente. Em contraste, o lado "n" tem mais elétrons em suas camadas externas, tornando-o carregado negativamente.
Esses materiais semicondutores são feitos de metais como o gálio ou metalóides como o silício, o material primário que compreende os diodos Zener, misturados com outros elementos como o fósforo. O posicionamento entre esses átomos permite que a corrente flua, e você pode encontrar retificadores em ponte controlando uma ampla gama de correntes por meio desses projetos.