Dlaczego podłączamy rezystor przed diodą Zenera?

Dlaczego potrzebujemy rezystora w obwodzie diody Zenera, jak na poniższym schemacie?

Rozumiem, że to ograniczenie prądu, ale w jaki sposób i dlaczego potrzebujemy go do diody Zenera?

Czy wybór różnych wartości rezystorów wpływa na wydajność obwodu? Kiedy więc wybieramy diodę Zenera, patrzymy w specyfikacjach na różne prądy zwrotne, które mogą przez nie przepływać. Ale jeśli można je zmienić za pomocą rezystorów, czy możemy wybrać dowolną diodę Zenera przy napięciu, nie patrząc na maksymalny prąd?

Zamiast wybierać opcję „brak rezystora”, zastanów się, co się stanie, jeśli użyjemy rezystorów o różnych (niższych) wartościach i przyjrzymy się wzorowi. Gdy zmniejszamy wartość rezystora, prąd przez zenera będzie rósł. Nawet jeśli źródło napięcia nie jest idealne, energia rozproszona przez Zenera spowoduje awarię z powodu przegrzania.

Prąd przepływający przez rezystor jest zgodnie z prawem KVL i Ohma:

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

$R_S$

$\dfrac{1}{12}A$

Od komentarza do innej odpowiedzi:

czy możemy wybrać dowolny zenera przy napięciu, nie patrząc na maksymalny prąd?

Celem odpowiedzi Jima i mojej jest podkreślenie rozpraszania mocy związanej z diodą Zenera.

Ponieważ nasze odpowiedzi są w tym względzie niewystarczające, rozważ następujący fragment arkusza danych diody Zenera:

$P_D = 500mW$ .

$V_Z$

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

$V_Z = 5.1V$

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

Ani zasilacz, ani dioda Zenera nie są idealne. Zasilacz ma bardzo niską impedancję wyjściową, a dioda Zenera ma niezerową impedancję. Bez rezystora szeregowego oznacza to:

1. Prąd diody Zenera będzie bardzo wysoki
2. Napięcie na diodzie Zenera będzie wyższe niż określone ze względu na jej wewnętrzny opór
3. $P_{dissipated}=V_{zener}×I_{zener}$

Jaki jest cel używania Zenera? Krótka odpowiedź: aby zapewnić napięcie Vz, które nie jest zbyt wrażliwe na zmiany obciążenia (niska dynamiczna rezystancja wyjściowa) - i które można uzyskać z innego źródła napięcia Vo, które albo jest większe i / lub zmienia się zbytnio w czasie.

Pamiętając o KVL, potrzebujemy części, która może wytworzyć różnicę Vo-Vz . Służy temu rezystor szeregowy z diodą Zenera