O que é um regulador de tensão de diodo?
Um regulador de tensão de diodo é um regulador de tensão no qual um único diodo atua como o dispositivo de regulação de tensão. Assim como um regulador de tensão convencional de circuito integrado (IC), o diodo serve no circuito para obter uma tensão de entrada variável e convertê-la em uma tensão específica constante constante de corrente contínua (CC). Os diodos funcionam consideravelmente bem como dispositivos reguladores de tensão devido à sua característica logarítmica de ter alterações muito mínimas na tensão, apesar de mudanças de corrente relativamente substanciais, proporcionando assim boa estabilidade de tensão em um circuito quando as restrições de projeto são atendidas.
O diodo mais comumente usado que funciona como um dispositivo regulador é o diodo zener, que atinge a regulação de tensão mais comumente através de um método chamado polarização reversa. Este é um método no qual o ânodo do diodo, sua derivação positiva, é conectado ao terra da fonte de alimentação e o cátodo, sua derivação negativa, é conectado ao lado positivo da fonte de alimentação. Quando isso ocorre, a fonte de alimentação cai uma tensão através do diodo igual à classificação máxima de tensão do diodo. A classificação de voltagem máxima é a voltagem que cai no diodo zener quando é conectada em polarização reversa em um circuito, desde que a voltagem da fonte de alimentação seja de voltagem maior. Essa classificação de tensão é crucial ao projetar a regulação de tensão de um circuito, porque decide a saída de tensão regulada.
Se, por exemplo, houver uma fonte de alimentação de 10 volts e um diodo zener com uma voltagem máxima de 5,1 volts, o diodo zener afundará 5,1 volts. Um componente colocado em paralelo também receberá essa mesma saída de tensão regulada, porque os circuitos obedecem à regra de que todos os componentes em paralelo recebem a mesma tensão. É assim que a regulação da tensão do diodo é alcançada para um circuito.
Uma regra adicional ao criar o circuito regulador de tensão do diodo é colocar um resistor antes do diodo. Um resistor pode ser e geralmente é sempre colocado antes do diodo, de modo que, se houver tensão excessiva, ele cai sobre o resistor e não queima o diodo zener, que pode ficar com defeito se for fornecida tensão excessiva à fonte de alimentação. No exemplo de uma fonte de alimentação de 10 volts e um diodo zener com uma voltagem máxima de 5,1 volts, o diodo zener afundaria 5,1 volts e os 4,9 volts restantes afundariam no resistor, de modo que nem todos os 10 volts afundassem o diodo. Assim, o resistor antes do diodo zener funciona como um dispositivo de segurança para reduzir a tensão excessiva através dele, para que o diodo zener não receba mais tensão do que o necessário.
Outra maneira de conectar um diodo zener em um circuito para regulação de tensão, embora menos comumente usado, é conectá-lo em um método chamado polarização direta. Este é um método no qual o ânodo do diodo é conectado ao lado positivo da fonte de alimentação e seu cátodo é conectado ao terra da fonte de alimentação. Em um arranjo como esse, o diodo reduz sua queda de tensão operacional, que normalmente é de cerca de 0,7 volts. Esse método não é tão popular porque reduz apenas uma voltagem ligeiramente mais baixa que a voltagem emitida pela fonte de alimentação e não é tão flexível em diferentes faixas de valores quanto as classificações máximas de voltagem.
Um regulador de tensão de diodo pode funcionar bem como um dispositivo regulador de tensão, mas quando a precisão é fundamental, uma melhor opção é um regulador de tensão IC, que contém mais mecanismos de regulação embutidos. Se um regulador de tensão de diodo contiver mudanças de corrente suficientemente grandes, ele poderá produzir voltagens diferentes. Quando a precisão não é muito importante, no entanto, os reguladores de tensão do diodo podem ser uma boa escolha.