Reducción de la ondulación en el regulador Zener

En el Arte de la Electrónica (Horowitz & Hill) se da el siguiente circuito como una solución para reducir la corriente de ondulación causada por variaciones en el voltaje de entrada (pág. 69 ):

Reducción de la ondulación en el regulador Zener

"Un método alternativo utiliza un filtro de paso bajo en el circuito de polarización zener (Fig. 2.13). R se elige para proporcionar suficiente corriente zener. Entonces C se elige lo suficientemente grande para que R C >> 1 F r i pag pag yo mi . (En una variación de este circuito, la resistencia superior se reemplaza por un diodo)."

No entiendo la necesidad de la resistencia superior R. Para minimizar las variaciones en el voltaje de entrada, ¿no podríamos simplemente conectar el capacitor directamente de Vin a tierra? ¿Por qué necesitamos hacer un LPF con R en su lugar? Dado que se menciona que podríamos usar un diodo en su lugar, ¿realmente tiene sentido?

Recuerda eso V i norte es una fuente de baja impedancia, sin R, el voltaje no se suavizará tanto. Por qué puede ser reemplazado por un diodo es un misterio para mí.
Ok, ahora lo tengo: sin la R superior no habría suavizado, mientras que colocar un diodo allí daría como resultado una especie de detector de pico/envolvente en lugar de un filtro lp. La R inferior está ahí para sesgar el zener, y eso es todo.
¡Gracias! Todavía estoy algo confundido sobre el uso del diodo, pero intentaré resolverlo según lo que dijiste. Aunque tengo otra pregunta. El texto dice que elija Rc para que la caída de voltaje a través de él sea menor que la caída a través de R inferior para la corriente de carga normal más alta. ¿Podría quizás arrojar algo de luz sobre eso?
Sobre el diodo ver esto . Acerca de R C eso es para mantener el voltaje del colector muy por encima del voltaje base, trabajando así en la región activa del transistor.
Ah tiene sentido ahora. Una última pregunta (lo siento), ¿qué método es superior? Parece que la versión de resistencia es más común, pero la versión de diodo parece más eficiente. Me gustaría elegir sus respuestas como la respuesta aceptada si es posible.
Llame al R superior R1, al inferior R2. Si la fuente tiene impedancia cero y la impedancia Zener es mucho menor que la(s) resistencia(s), el equivalente de Thevenin visto en el capacitor es R1||R2, por lo que el óptimo (minimizando el tamaño del capacitor para un suavizado dado) es R1== R2 = R.

Respuestas (2)

nota: esta respuesta también aborda algunos problemas mencionados en los comentarios de la pregunta, eche un vistazo allí también.

Voy a volver a dibujar el esquema para usted:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Tenga en cuenta que he agregado R S ('s' como en fuente). Analicemos el circuito a partir de la salida.

Q1 tiene una configuración de colector común, lo que significa que su ganancia de voltaje está cerca de la unidad, mientras que la ganancia de corriente es mucho mayor, dado que está en la región activa. El voltaje a través R yo o a d es aproximadamente el voltaje base disminuido por un V B mi ≈ 0.7 V .

Suponiendo que DZ1 funciona correctamente, el voltaje base lo establece. Sin embargo, la R más a la derecha debe proporcionar suficiente corriente para el diodo y para el BJT.

La corriente de polarización del diodo y del transistor se extrae de la salida del filtro LP. El filtro LP es un filtro de primer orden RC clásico, tenga en cuenta que su salida ve una carga aproximadamente igual a R (DZ1 es un cortocircuito para señales pequeñas).

El filtro LP es alimentado por la fuente de alimentación, que también alimenta el colector bjt a través de R C .

Ahora a tus preguntas:

¿Por qué se necesita la R más a la izquierda?
Eso es porque R s es muy pequeño. Usar solo un capacitor daría como resultado un filtro LP pero su frecuencia de esquina sería demasiado alta. Una resistencia de salida de fuente no es algo en lo que desee confiar de todos modos, eso probablemente no esté bien caracterizado.

¿Podemos usar un diodo en lugar de la R más a la izquierda? ¿Si es así por qué?
Puede usar un diodo en lugar de R para construir efectivamente un detector de picos .

¿Qué es mejor? ¿Diodo o resistencia?
Honestamente, no estoy seguro. Supongo que la respuesta radica principalmente en la especificación de la fuente de alimentación: tenga en cuenta que un diodo allí no limitaría la corriente que ingresa al capacitor, eso podría ser un problema. Un diodo sería más lento para seguir los picos descendentes de la fuente de alimentación, pero eso no debería ser un problema.

¿Por qué cae el voltaje? R C debe ser menor que la caída de voltaje en el R más a la derecha?
Eso es para mantener el transistor en la región activa. Si el voltaje del colector es demasiado bajo (corrientes de colector altas -> alta caída a través R C ) el transistor puede saturarse y dejar de funcionar correctamente. Creo que el circuito puede funcionar sin R C .

Un paso bajo RC siempre consta de una conexión en serie RC (C con conexión a tierra), y la salida está ENTRE ambas partes. Sin esta resistencia, no tiene un divisor de voltaje dependiente de la frecuencia (porque se supone que la resistencia de la fuente interna es cero).

Gracias por responder. Bueno, eso tiene sentido, pero ¿no hay siempre una fuente de resistencia en la vida real? Incluso si es realmente pequeño, crearía un LPF. Sin embargo, ¿sería eso un mal diseño? EDITAR: Veo que la frecuencia de corte sería demasiado alta entonces.
Exactamente, por supuesto, siempre hay una fuente de resistencia. Sin embargo, ¿quién sabe el valor? Por lo tanto, siempre es mejor DISEÑAR la frecuencia de corte en lugar de esperar que funcione.
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