Comportamiento del diodo Zener en el límite de operación

Debería basar su análisis en \ $ I_ {ZT} \ $ en lugar de \ $ I_ {ZK} \ $. La corriente de 5 mA es la que garantiza que el voltaje estará bajo regulación.

  

    

¿El voltaje Zener depende de la corriente?

  

Sí, es por eso que te dan una impedancia (por ejemplo, 89 Ohms max @ \ $ I_ {ZT} \ $) cuando trabajas como regulador. Así que si la corriente cambia, también lo hace el voltaje Zener.

\ $ I_ {ZK} \ $ y \ $ Z_ {ZK} \ $ son la corriente y la impedancia que se acercan a la región de descomposición (la rodilla en la curva IV).

Para estar seguro de que el zener funcionará como un regulador de voltaje, debe asegurarse de que siempre haya 5 mA (la corriente de prueba que utilizan) en funcionamiento.

Su voltaje mínimo sostenido es 15V, su voltaje Zener es 5V y desea que 5mA fluyan al Zener en todo momento para mantener el voltaje regulado.

Entonces,

$$ R_s = \ dfrac {V_s-V_z} {I_t} $$

Donde \ $ I_t \ $ es la corriente total de la fuente de alimentación (corriente Zener + corriente extraída por el pin o la carga). Entonces, si el pin dibuja 10 mA adicionales por ejemplo, su corriente total es de 15 mA.

$$ R_s = \ dfrac {15 \ text {V} -5 \ text {V}} {15 \ text {mA}} = 670 \ Omega $$

\ $ R_s \ $ es una resistencia entre su fuente y el diodo zener.

Si el voltaje aumenta, digamos 30 V como lo mencionó, entonces habrá más corriente en el zener, pero siempre que no supere el límite de disipación de energía del diodo, debería estar bien. Entonces, si el voltaje aumenta a 30 V, la corriente total será de alrededor de 37 mA con los \ $ R_s \ $ elegidos. Si no tenía carga, el zener disipará una potencia máxima de \ $ P_z \ $ = (37mA) (5V) = 0.187 vatios, así que elija en consecuencia.

No estoy seguro de entender tu pregunta. Pero una buena hoja de datos zener le mostrará la curva I-V para los distintos diodos. Aquí hay uno ... no es el mejor, pero el primero que encontré. enlace

Aunque la ecuación de Shockley define el voltaje del diodo hasta la saturación, más allá de esto, falla. Esto se debe a que la resistencia en masa afecta y determina la ESR o Zt del diodo. Aunque el Zt caerá con la corriente ascendente por encima de la corriente nominal, la tasa es lo suficientemente baja como para suponer que es constante, incluso si es -25%. En realidad, las variaciones están relacionadas con la calidad del proceso, donde el mejor de los casos es Zt = ESR ~ 1 / 4Pd (alta eficacia, alta eficacia, alta calidad), y la típica ESR = 1 / Pd para una potencia nominal del paquete de Pd a 85 ° C. Esto no está en ningún libro de texto, así que lo llamo;) drum roll ...;)

  

La ley de Stewart . Zt = 1 / Pd (+/- 50%) para Vf = Vth + Zt * Si

• y Vth ~ = 90% del mejor caso de clasificación de Vf (más alto indica ordenado por ESR de mayor calidad) Vf = 0.9Vf + Zt * Si esto implicaría Zt = 0.1Vf / Si no resulta tan preciso como el hoja de datos interceptar. entonces Zt = 1 / Pd típico es mi regla de oro.

Puede probar esto con zeners de 100 V o diodos de potencia de 100 A o con reguladores Zener de 15 mW

Nota: los zeners están clasificados para corrientes de Izt más bajas que las máximas, por lo que Zt es mucho más alto a la tensión regulada y caerá en el valor de Zt significativamente a la corriente máxima.

Por lo tanto, para las corrientes cercanas a la corriente nominal para If = 5mA, su análisis es correcto. como @SiztoCabrera escribe \ $ V_z = V_n + I_zR_z \ $ donde \ $ V_n \ $ es alrededor del 90% de \ $ V_z \ $. ... donde el umbral \ $ Vth (= V_n) \ $ Por ejemplo, este LED blanco de 3V tiene una clasificación de 100 a 300 mA, lo que significa que el paquete puede manejar de 1/3 a 1 W, dependiendo de la calidad de los disipadores de calor y de los contenedores en la fábrica. Así que esperamos que la ESR oscile entre 1 y 3Ω.

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En última instancia, para la protección, usted desea que un diodo Schottky suministre un riel con un límite de corriente R tal como lo hacen con 2 diodos Sch en todas las entradas CMOS o un diodo TVS con capacidad para 5V.