Mengapa kita menghubungkan resistor sebelum dioda Zener?

18

Mengapa kita memerlukan resistor dalam rangkaian dioda Zener, seperti pada diagram di bawah ini?

Sirkuit zener

Saya mengerti itu untuk membatasi arus tetapi bagaimana demikian, dan mengapa kita membutuhkannya untuk dioda Zener?

Apakah memilih nilai resistor yang berbeda memengaruhi kinerja rangkaian? Jadi ketika kita memilih dioda Zener kita melihat spesifikasi pada arus balik yang berbeda yang dapat mengalir melaluinya. Tetapi jika itu dapat diubah melalui resistor, dapatkah kita memilih diaode Zener pada tegangan, tanpa melihat arus maksimum?

zener

— Sherby
sumber

1

Hukum tegangan Kirchoff.

— Ignacio Vazquez-Abrams

Jawaban di bawah ini baik, saya pikir saya hanya akan melengkapi dengan Instruksi ini yang saya lakukan pada Zener Diode Shunt Regulator: instructables.com/id/Zener-Diode-Shunt-Regulator

— Kurt E. Clothier

Saya pikir apa jawaban orang telah terjawab adalah bahwa dioda Zener membutuhkan arus minimum untuk bekerja dengan baik (biasanya cukup banyak, dalam kisaran 2-10mA setidaknya) dan ini TIDAK menentukan resistor yang digunakan, selain dari peringkat daya keduanya komponen, dan juga membuat zener kurang berguna sebagai regulator dan lebih bermanfaat sebagai tegangan referensi shunt (biasanya presisi / akurasi rendah).

— KyranF

27

Daripada pergi ke 'tanpa resistor' pertimbangkan apa yang terjadi jika kita hanya menggunakan resistor dengan nilai yang berbeda (lebih rendah) dan melihat polanya. Saat kita mengurangi nilai resistor, arus yang melalui zener akan naik. Bahkan jika sumber tegangan tidak sempurna, daya yang dihamburkan oleh zener akan menyebabkannya gagal karena terlalu panas.

masukkan deskripsi gambar di sini

— JIm Dearden
sumber

Terima kasih atas jawaban Anda, Apakah memilih nilai resistor yang berbeda memengaruhi kinerja rangkaian? Jadi ketika memilih zenner kita melihat arus balik berbeda dalam spesifikasi yang dapat mengalir melaluinya. tetapi jika itu dapat diubah melalui resistor, dapatkah kita memilih zener pada tegangan, tanpa melihat arus maksimum?

— Sherby

@ Sherby, lihat jawaban saya yang diperbarui untuk menanggapi komentar Anda.

— Alfred Centauri

16

Arus melalui resistor, menurut hukum KVL dan Ohm:

$\dfrac{V_{IN} - V_Z}{R_S}$

$R_S$

$\dfrac{1}{12}A$

Dari komentar hingga jawaban lain:

dapatkah kita memilih zener pada tegangan, tanpa melihat arus maksimum?

Inti dari jawaban Jim, dan milik saya, adalah untuk menekankan disipasi daya yang terkait dengan dioda zener.

Karena jawaban kami jelas tidak cukup dalam hal ini, pertimbangkan kutipan berikut dari lembar data dioda zener:

masukkan deskripsi gambar di sini

$P_D = 500mW$

$V_Z$

$I_{Z_{max}} < \dfrac{P_D}{V_Z}$

$V_Z = 5.1V$

$I_{Z_{max}} < \dfrac{0.5W}{5.1V} = 98 mA$

— Alfred Centauri
sumber

5

Baik catu daya maupun dioda Zener tidak ideal. Catu daya memiliki impedansi keluaran yang sangat rendah dan dioda Zener memiliki impedansi tidak nol. Tanpa resistor seri ini berarti:

Arus dioda Zener akan sangat tinggi
Tegangan melintasi dioda Zener akan lebih tinggi dari yang ditentukan karena hambatan internal
$P_{dissipated}=V_{zener}×I_{zener}$

— jippie
sumber

Terima kasih atas jawaban Anda, Apakah memilih nilai resistor yang berbeda memengaruhi kinerja rangkaian?

— Sherby

2

Ya itu mempengaruhi kinerja. Anda harus menyeimbangkan arus beban yang bervariasi dengan resistor seri. Zener menenggelamkan arus yang bebannya tidak tenggelam. Jadi Anda benar-benar ingin tahu arus keluaran minimum dan maksimum dan mencari tahu apa zener dan resistor seri harus pergi dengan itu. Dengan zener daya rendah reguler, Anda menginginkan arus zener minimum 1-5mA untuk pengaturan yang baik. Arus zener maksimum dapat dihitung dari daya spesifik dan tegangan zener.

— jippie

2

Apa tujuan menggunakan zener? Jawaban singkat: Untuk memberikan tegangan Vz yang tidak terlalu masuk akal untuk memuat perubahan (resistansi keluaran dinamis rendah) - dan yang dapat diturunkan dari sumber tegangan lain Vo yang lebih besar dan / atau bervariasi terlalu banyak dari waktu ke waktu.

Mengingat KVL, kita membutuhkan bagian yang dapat menghasilkan perbedaan Vo-Vz . Sebuah resistor dalam rangkaian dengan dioda Zener melayani tujuan ini

— LvW
sumber