Zener gerilim sınırlayıcı

[Erdem⁣]

Pratikte bir gerilim kaynağı, kusursuz bir DA gerilim kaynağı, bir direnç ve küçük işaret gerilim kaynağının seri bileşimi olarak modellenebilir. Küçük sinyal kaynağı, gerilim kaynağında bulunan gürültüyü göstermek için eklenmiştir. Bu model aşağıda gösterilmiştir :

Uygulamada, ideal olmayan bir gerilim kaynağının ucuna yük bağlanması, yük üzerinde gürültü geriliminin vo görülmesi gibi istenmeyen etkilere neden olabilir.

Bu soruda bu etkiler ve Zener diyodun bu etkileri ortadan kaldırmak için nasıl kullanılabileceği anlatılıyor. VI = 9.5 V, RIN = 1 kΩ ve vi = 50 mV olarak alalım.

Yukarıdaki şekilde DA çıkış gerilimi VO ve çıkış gürültü gerilimi vo'yu yük direncinin iki farklı değeri için hesaplayınız.

(a) RL = 2kΩ için VO'nun değeri (volt cinsinden) kaçtır?
(b) RL = 2kΩ için vo'nun değeri (volt cinsinden, en az 3 basamak) kaçtır?
(c) RL = 4kΩ için VO'nun değeri (volt cinsinden) kaçtır?
(d) RL = 4kΩ için vo'nun değeri (volt cinsinden, en az 3 basamak) kaçtır?

Şimdi aşağıda görüldüğü gibi devreye bir zener diyot ekleyebiliriz. Zener diyot doğrusal olmayan bir bileşendir ve akım gerilim grafiği parçalı doğrusal gösterim yöntemi ile gösterilmiştir.

Tekrardan RL = 2kΩ ve RL= 4kΩ için vo (gürültü) ve VO (çıkış gerilimi) gerilimlerini hesaplıyoruz.

İpucu : Burada ilk işiniz Zener'in çalışma noktasının, parçalı doğrusal grafikte gösterilen 3 bölümden hangisine isabet ettiğini tespit etmektir : bir yük hattı çizmenizi öneririz ancak lütfen işaretlere dikkat edin. Çalışma noktasının hangi aralığa düştüğünü tespit ettikten sonra Zeneri devre içinde bir gerilim kaynağı ve direncin seri bileşimi olarak modelleyebilirsiniz.

(e) RL = 2kΩ için VO'nun değeri (volt cinsinden) kaçtır?
(f) RL = 2kΩ için vo'nun değeri (volt cinsinden, en az 5 basamak) kaçtır?
(g) RL = 4kΩ için VO'nun değeri (volt cinsinden) kaçtır?
(h) RL = 4kΩ için vo'nun değeri (volt cinsinden, en az 3 basamak) kaçtır?
(ı) Devrenin bu şekilde çalışacağını garanti eden en küçük RL değeri (ohm cinsinden) kaçtır?