Zener diyotunun karakteristik değerleri kullanılarak verilen koşullarda W direnci ve Vo ve Vs gerilimleri bulunur mu?

[thrump0614]

Soruda Y değeri yerine 5 , XY değeri yerine 25 yazarak işlem yapınız.
1.Soru : Zener akımını IZ maxta sınırlayacak R direnci nedir ?
2.Soru : R direncinin gücünü hesaplayınız ?
3.Soru : Regülasyonu bozmayan en büyük yük akımını hesaplayınız ?
4.Soru : Tasarlanan Devreye 15mA akım çeken bir yük bağlandığında , yükten kaynaklanan çıkış gerilimindeki değişim kaç volt olur ?
5.Soru Vs(min) kaynak gerilimindeki ±1 V’luk değişim sonunda çıkış gerilimindeki değişim kaç volttur ?

Soru çözümünde kullanılan Vz , Iz , lz ( max ) ve rz değerlerini datasheet’ten alıp kullanacaksınız. Örneğin; okul numaranızın son rakamı 0 ise ZM4730A zener diyodunu kullanacaksınız. Datasheet’ten ilgili yerlere baktığınızda; Vz = 3.9V, Iz = 64mA, Iz ( max ) = 234mA ve rz = 90 olduğu görülmektedir.

Y kullanılacak zener diyotlar;
0 ZM4730A
1 ZM4731A
2 ZM4732A
3 ZM4733A
4 ZM4734A
5 ZM4735A
6 ZM4736A
7 ZM4737A
8 ZM4738A
9 ZM4739A

Vs kaynak gerilimi 18V - 28V arasında değişmektedir. ILmin = 0A’dir. IZ ( min ) = 1mA alarak istenenleri bulunuz.

R

w

Zener

Vo

Vs

w

RL

Soru çözümünde kullanılan Vz, Iz, lz (max) ve rz değerlerini datasheet’ten alıp kullanacaksınız. Örneğin; okul numaranızın son rakamı 0 ise ZM4730A zener diyodunu kullanacaksınız. Datasheet’ten ilgili yerlere baktığınızda; Vz = 3.9V, Iz = 64mA, Iz (max) = 234mA ve rz = 90 olduğu görülmektedir.

Y kullanılacak zener diyotlar;
0 ZM4730A
1 ZM4731A
2 ZM4732A
3 ZM4733A
4 ZM4734A
5 ZM4735A
6 ZM4736A
7 ZM4737A
8 ZM4738A
9 ZM4739A

Vs kaynak gerilimi 18V - 28V arasında değişmektedir. ILmin = 0A’dır. IZ (min) = 1mA alarak istenenleri bulunuz.

R w Zener Vo Vs w RL

[Kompiter_orjinal]

Sorularınızı detaylı olarak tek tek cevaplamak için verilen bilgileri kullanarak ilerleyelim.

Verilenler:

• ( V_Z = 3.9 , \text{V} ) (Zener diyot voltajı)
• ( I_Z(\text{max}) = 64 , \text{mA} ) (Maksimum Zener akımı)
• ( V_S = 18 , \text{V} ) (Minimum kaynak gerilimi)
• ( R_L = 25 , \Omega ) (Yük direnci olduğunu varsayıyoruz)
• ( I_Z(\text{min}) = 1 , \text{mA} ) ve ( I_L(\text{min}) = 0 , \text{A} )

1. Soru: Zener Akımını ( I_Z(\text{max}) ) ile sınırlayacak R direnci nedir?

Zener diyot üzerinden maksimum akım akarken devredeki toplam gerilimin Zener gerilimi ile RL üzerindeki düşüm toplamına eşit olduğu durumu düşünelim. Öncelikle ( R ) için gerekli formülü kullanabiliriz:
[ R = \frac{V_S - V_Z}{I_Z(\text{max})} ]

Eğer ( I_L(\text{min}) = 0 , \text{A} ) varsayarsak ve ( V_S = 18 , \text{V} ) olarak alınırsa:
[ R = \frac{18 , \text{V} - 3.9 , \text{V}}{0.064 , \text{A}} ]
[ R \approx \frac{14.1}{0.064} \approx 220.31 , \Omega ]

2. Soru: R direncinin gücünü hesaplayınız?

Güç, direnç üzerindeki gerilim düşümü ve akım çarpımı ile hesaplanır:
[ P = V \times I ]
Burada ( V = (V_S - V_Z) ) ve ( I = I_Z(\text{max}) ) olur:
[ P = (18 , \text{V} - 3.9 , \text{V}) \times 0.064 , \text{A} = 14.1 , \text{V} \times 0.064 , \text{A} = 0.9024 , \text{W} ]

3. Soru: Regülasyonu bozmayan en büyük yük akımını hesaplayınız?

Yük üzerindeki maksimum gerilim ( V_Z = 3.9V ) olduğunda, maksimum yük akımı ( I_L(\text{max}) ) ( R_L ) üzerinden kolaylıkla bulunabilir:
[ I_L(\text{max}) = \frac{V_Z}{R_L} = \frac{3.9 , \text{V}}{25 , \Omega} = 0.156 , \text{A} ]

4. Soru: Tasarlanan Devreye 15mA akım çeken bir yük bağlandığında, yükten kaynaklanan çıkış gerilimindeki değişim kaç volt olur?

Burada sabit bir Zener voltajı (3.9V) olduğunu varsayarsak, yükten kaynaklanan çıkış gerilimi değişimi sıfır olmalıdır. Zener diyot, çıkış gerilimini sabit tutmak için tasarlanmıştır.

5. Soru: Vs(min) kaynak gerilimindeki ±1 V’luk değişim sonunda çıkış gerilimindeki değişim kaç volttur?

Zener diyot çıkışını sabit tutmak için tasarlandığından, kaynak ( V_S ) gerilimi Zener geriliminin üzerinde kaldığı sürece, çıkış gerilimi ( V_Z = 3.9 , \text{V} ) olarak değişmez. Yani, ( V_S = 18 , \text{V} ) iken ±1 volt yapıldığında ( V_S ) hala Zener gerilimi üzerindedir, bu yüzden çıkış gerilimi değişmez.