11.4 : Diodos Zener

Os diodos Zener são dispositivos semicondutores especialmente projetados para operar na região de ruptura reversa, onde permitem que a corrente flua para o cátodo, tornando-o positivo em relação ao ânodo. Esta operação reversa distingue os diodos Zener dos diodos convencionais e permite seu uso em diversas aplicações, principalmente como reguladores de tensão. Uma das características definidoras dos diodos Zener é sua curva IV (corrente-tensão) característica quase vertical acima de uma certa corrente limite, conhecida como corrente de joelho, que permite ao diodo Zener manter uma tensão relativamente estável em uma ampla faixa de correntes.

Os fabricantes especificam a dissipação máxima de potência de um diodo Zener e sua tensão Zener em uma corrente de teste específica. A tensão Zener, que pode variar de alguns volts a várias centenas de volts, varia ligeiramente com as mudanças na corrente. Essa variação se deve à resistência dinâmica do diodo, definida como o inverso da inclinação de sua curva I-V na região operacional. Uma baixa resistência dinâmica é crucial para manter a estabilidade da tensão em correntes variadas, aumentando a eficácia do diodo Zener em aplicações de regulação de tensão.

Porém, é importante evitar operar diodos Zener em regiões de baixa corrente onde sua resistência dinâmica aumenta significativamente, pois isso pode levar à instabilidade na tensão regulada. A dependência da tensão Zener com a temperatura é outro fator crítico, com o coeficiente de temperatura (expresso em milivolts por grau Celsius) indicando como a tensão muda com a temperatura. Os diodos Zener de tensão mais baixa geralmente exibem coeficientes de temperatura negativos, enquanto os diodos de tensão mais alta apresentam coeficientes positivos. Para aplicações que exigem uma tensão de referência estável com influência mínima da temperatura, um diodo Zener com coeficiente de temperatura positivo pode ser emparelhado em série com um diodo condutor direto, compensando efetivamente as variações de temperatura.