Mengapa kita menghubungkan resistor sebelum dioda Zener?

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

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?

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.

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:

$P_D = 500mW$

$V_Z$

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

$V_Z = 5.1V$

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

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:

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

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