🎛️ Laboratório Virtual: Semicondutores, Retificadores com Zener e Polarização de TBJ

Análise interativa de retificação CA-CC com filtragem capacitiva e regulação shunt (Aba 1) e ponto quiescente, retas de carga CC/CA e ceifamento em amplificadores a TBJ (Aba 2).

⚙️ Topologia Retificadora & Filtro
Arranjo de Diodos (Si, V_D = 0,7 V):
Estágio Regulador Shunt a Diodo Zener:
Tensão de Pico Secundária (V_max): 20.0 V
10 V22.5 V35 V
Capacitância de Filtro (C): 470 μF
10 μF (Alto Ripple)1000 μF2200 μF (Suave)
Resistência de Carga (R_L): 350 Ω
50 Ω (Carga Pesada)1000 Ω2000 Ω (Carga Leve)
Tensão Nominal do Zener (V_Z): 10.0 V
5.1 V10.0 V15.0 V
🟢 Zener em Ruptura Reversa (Saída Regulada)
Tensão Média Filtro (V_DC) 17.84 V
Ripple Pico-a-Pico (V_r,pp) 1.52 V
Frequência de Ripple (f_r) 120 Hz
Pico Inverso Diodo (PIV) 19.3 V
Corrente Média Zener (I_Z) 36.7 mA
Saída Final Carga (V_O) 10.18 V
Oscilogramas Sincronizados: Tensão no Capacitor v_C(t), Saída Zener v_O(t) e Pulsos de Recarga i_D(t)
━━ v_sec(t) ━━ v_C(t) (Filtro) ━━ v_O(t) (Zener) ━━ i_D(t) (Pulsos Diodo)
Princípio Físico (Aba 1 — Retificadores e Regulador Zener): Na filtragem capacitiva de entrada, os diodos conduzem apenas durante breves intervalos angulares próximos ao pico da senoide secundária, gerando pulsos estreitos de corrente i_D(t) muitas vezes superiores à corrente média de carga. Entre os picos, o capacitor descarrega exponencialmente com constante de tempo τ = R_eq·C, originando a ondulação V_r,pp ≈ I_DC / (f_r·C). O estágio regulador shunt a diodo Zener (com resistor limitador série R_s = 120 Ω e resistência dinâmica r_z = 5 Ω) grampeia a saída em V_Z e atenua drasticamente o ripple residual, desde que o vale mínimo de v_C(t) supere a tensão de divisor crítica V_Z · (1 + R_s/R_L) necessária para manter a junção em ruptura reversa (I_Z ≥ I_Z,min = 2 mA).