Чому ми підключаємо резистор перед діодом Зенера?

18

Для чого нам потрібен резистор в ланцюзі діода Зенера, як на схемі нижче?

Ланцюг ценера

Я розумію, що це обмежити струм, але як це так і навіщо нам це потрібно для діода Зенера?

Чи впливає вибір різних значень резисторів на продуктивність схеми? Отже, коли ми вибираємо діод Зенера, ми дивимось у специфікаціях на різні зворотні струми, які можуть протікати через них. Але якщо це можна змінити за допомогою резисторів, чи можемо ми вибрати будь-який діаметр Зенера під напругою, не дивлячись на максимальний струм?

zener

— Шербі
джерело

1

Закон напруги Кірхофа.

— Ігнасіо Васкес-Абрамс

Відповіді нижче хороші, я думаю, що я просто доповнять цей інструктабель, який я робив на регуляторах шунтування діода Зенера: instructables.com/id/Zener-Diode-Shunt-Regulator

— Kurt E. Clothier

Я думаю, що відповіді людей пропустили, що діодам Зенера потрібен мінімальний струм для нормальної роботи (як правило, досить багато, принаймні 2-10 мА), і це НЕ диктує використовуваний резистор, окрім номінальної потужності обох компоненти, а також робить зерна менш корисними як регулятор і більш корисними як опорне напруга (як правило, низька точність / точність) шунта.

— KyranF

27

Замість того, щоб перейти до "ніякого резистора", подумайте, що станеться, якщо ми просто використаємо резистори різних (нижчих) значень і подивимось на шаблон. Коли ми зменшимо значення резистора, ток через ценер буде зростати. Навіть якщо джерело напруги не є ідеальним, енергія, що розсіюється ценером, призведе до виходу з ладу через перегрів.

введіть тут опис зображення

— JIm Dearden
джерело

Дякую за відповіді. Чи впливає вибір на значення резисторів на продуктивність схеми? Отже, вибираючи дзеннер, ми дивимось на різні зворотні струми в характеристиках, які можуть протікати через них. але якщо їх можна змінити через резистори, чи можемо ми вибрати будь-який ценер під напругою, не дивлячись на максимальний струм?

— Шербі

@Sherby, дивіться мою оновлену відповідь на адресу вашого коментаря.

— Альфред Кентаврі

16

Струм через резистор, згідно закону КВЛ та Ома:

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

$R_S$

$\dfrac{1}{12}A$

Від коментаря до іншої відповіді:

чи можемо ми вибрати будь-який ценер під напругою, не дивлячись на максимальний струм?

Суть відповіді Джима, і моя, полягає в тому, щоб підкреслити розсіювання потужності, пов'язане з ценеровим діодом.

Оскільки наших відповідей, очевидно, недостатньо в цьому плані, розглянемо наступний уривок із інформаційного аркуша діонера:

введіть тут опис зображення

$P_D = 500mW$

$V_Z$

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

$V_Z = 5.1V$

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

— Альфред Кентаврі
джерело

5

Ні джерело живлення, ні діод Зенера не є ідеальним. Блок живлення має дуже низький вихідний опір, а діод Зенера має ненульовий опір. Без резистора серії це означає:

Струм діода Зенера буде дуже високим
Напруга на діоді Зенера буде вище зазначеного через його внутрішній опір
$P_{dissipated}=V_{zener}×I_{zener}$

— джиппі
джерело

Дякую за відповіді. Чи впливає вибір на значення резисторів на продуктивність схеми?

— Шербі

2

Так, це робить ефект продуктивності. Ви повинні врівноважувати різний струм навантаження з резистором серії. Ценер занурює струм, який навантаження не опускає. Таким чином, ви дійсно хочете знати мінімальний і максимальний вихідні струми і розібратися, який ценер і серійний резистор повинні йти з цим. За допомогою звичайних зенерів з низькою потужністю ви бажаєте мінімального струму від 1 до 5 мА для гарного регулювання. Максимальний струм стабілітра може бути розрахований з поглибленої потужності та напруги ценера.

— jippie

2

Яка мета використання стабілітра? Коротка відповідь: Забезпечити напругу Vz, яке не дуже чутливе до змін навантажень (низький динамічний вихідний опір), і яке може бути отримане від іншого джерела напруги Vo, який або більший, і / або занадто сильно змінюється з часом.

Пам'ятаючи KVL, нам потрібна частина, яка може створити різницю Vo-Vz . Цьому цілі служить резистор послідовно з діодом Зенера

— LvW
джерело