Perché colleghiamo un resistore prima di un diodo Zener?

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Perché abbiamo bisogno di una resistenza in un circuito a diodi Zener, come nello schema seguente?

Circuito di Zener

Capisco che è per limitare la corrente, ma come, e perché ne abbiamo bisogno per un diodo Zener?

La selezione di valori diversi di resistori influisce sulle prestazioni del circuito? Quindi quando selezioniamo un diodo Zener osserviamo nelle specifiche le diverse correnti inverse che possono fluire attraverso di esse. Ma se questi possono essere cambiati tramite resistori, possiamo selezionare qualsiasi diado Zener a una tensione, senza guardare la corrente massima?

zener

— Sherby
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La legge sulla tensione di Kirchoff.

— Ignacio Vazquez-Abrams,

Le risposte di seguito sono buone, penso che integrerò semplicemente questo Instructible che ho fatto sui regolatori di shunt del diodo Zener: instructables.com/id/Zener-Diode-Shunt-Regulator

— Kurt E. Clothier

Penso che ciò che le risposte della gente abbiano perso sia che i diodi Zener necessitino di una corrente minima per funzionare correttamente (di solito abbastanza, nell'intervallo di 2-10 mA almeno) e questo determina la resistenza utilizzata, diversa dalla potenza nominale di entrambi componenti e rende anche gli zener meno utili come regolatore e più utili come tensione di riferimento di shunt (normalmente bassa precisione / accuratezza).

— KyranF,

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Piuttosto che andare a "nessuna resistenza", considera cosa succede se usiamo semplicemente resistori con valori (inferiori) diversi e osserviamo il modello. Quando riduciamo il valore del resistore, la corrente attraverso lo zener aumenterà. Anche se la sorgente di tensione non è perfetta, la potenza dissipata dallo zener provocherà un guasto a causa del surriscaldamento.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

— JIm Dearden
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Grazie per le risposte, La selezione di diversi valori di resistori influisce sulle prestazioni del circuito? Quindi quando selezioniamo uno zenner osserviamo diverse correnti inverse nelle specifiche che possono fluire attraverso di esse. ma se questi possono essere cambiati tramite resistori, possiamo selezionare qualsiasi zener a una tensione, senza guardare la corrente massima?

— Sherby,

@ Sherby, vedi la mia risposta aggiornata per rispondere al tuo commento.

— Alfred Centauri,

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La corrente attraverso il resistore è, secondo la legge di KVL e Ohm:

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

$R_S$

$\dfrac{1}{12}A$

Da un commento a un'altra risposta:

possiamo selezionare qualsiasi zener a una tensione, senza guardare la corrente massima?

Il punto della risposta di Jim, e la mia, è enfatizzare la dissipazione di potenza associata al diodo zener.

Dal momento che le nostre risposte non sono evidentemente sufficienti a questo proposito, considerare il seguente estratto da una scheda tecnica del diodo zener:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

$P_D = 500mW$

$V_Z$

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

$V_Z = 5.1V$

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

— Alfred Centauri
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Né un alimentatore né un diodo Zener sono l'ideale. Un alimentatore ha un'impedenza di uscita molto bassa e un diodo Zener ha un'impedenza diversa da zero. Senza un resistore in serie questo significa:

La corrente del diodo Zener sarà molto alta
La tensione attraverso il diodo Zener sarà superiore a quella specificata a causa della sua resistenza interna
$P_{dissipated}=V_{zener}×I_{zener}$

— jippie
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Grazie per le risposte, La selezione di diversi valori di resistori influisce sulle prestazioni del circuito?

— Sherby,

2

Sì, influisce sulle prestazioni. Devi bilanciare la corrente di carico variabile con il resistore serie. Lo zener affonda la corrente che il carico non affonda. Quindi vuoi davvero conoscere le correnti di uscita minima e massima e capire quale resistore zener e serie dovrebbe andare con quello. Con i normali zener a bassa potenza, si desidera una corrente di zener minima di circa 1-5 mA per una buona regolazione. La massima corrente di zener può essere calcolata dalla potenza specificata e dalla tensione di zener.

— jippie,

2

Qual è lo scopo dell'uso di uno zener? Risposta breve: fornire una tensione Vz che non è molto sensibile alle variazioni di carico (bassa resistenza di uscita dinamica) e che può essere derivata da un'altra sorgente di tensione Vo che è più grande e / o varia troppo nel tempo.

Ricordando KVL, abbiamo bisogno di una parte in grado di produrre la differenza Vo-Vz . Un resistore in serie con il diodo Zener serve a questo scopo

— LVW
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