क्या एमिटर फॉलोअर वास्तव में जेनर रेगुलेटर सर्किट में सुधार करता है?

द आर्ट ऑफ़ इलेक्ट्रॉनिक्स (प्रथम संस्करण, पृष्ठ 56) ने मुझे भ्रमित कर दिया है!

पृष्ठ 12 पर, इस सर्किट को एक साधारण जेनर रेगुलेटर के रूप में दिखाया गया है। मैंने लोड जोड़ा, एक 1k अवरोधक।



जब मैं इसका अनुकरण करता हूं, तो नियामक 49.5 mA खींचता है, जिसका अधिकांश भाग 300 ओम अवरोधक के माध्यम से चलता है। लोड लगभग 5 mA हो जाता है, जिसकी हम अपेक्षा करते हैं। इसलिए मुझे लगता है कि इस तरह के नियामक का बहुत अकुशल होना सामान्य बात है। मैं आगे बढ़ने से संतुष्ट था क्योंकि नियामक अपना काम करता है और वोल्टेज को स्थिर रखता है, भले ही लोड बहुत कम प्रतिरोध में बदल जाए; 100 ओम पर भी इसका वोल्टेज मूल रूप से 5 वोल्ट है।

लेकिन बाद में, लेखकों का दावा है कि:

जेनर [नियामक सर्किट] को अलग करने के लिए एक एमिटर फॉलोअर का उपयोग करके, आपको बेहतर सर्किट मिलता है चित्र 2.11 में दिखाया गया है। अब स्थिति बेहतर है. जेनर करंट को लोड करंट से अपेक्षाकृत स्वतंत्र बनाया जा सकता है, क्योंकि ट्रांजिस्टर बेस करंट छोटा है, और बहुत कम जेनर पावर अपव्यय संभव है (1/बीटा तक कम)। 56]



यहाँ वे मुझे खो देते हैं। हाँ, जेनर कम धारा खींचता है। लेकिन अब डायोड ड्रॉप से ​​वोल्टेज कम हो जाता है और ट्रांजिस्टर और उसके कलेक्टर अवरोधक और भी अधिक शक्ति खींचते हैं।

मूल में, लोड 26mW नष्ट हो जाता है और पूरा सर्किट 990 mW (मुश्किल से 3% दक्षता) नष्ट हो जाता है। लेकिन "बेहतर" सर्किट में, पूरा सर्किट 1.1 W और लोड केवल 19mW खर्च करता है, दक्षता 2% भी नहीं। साथ ही, अब, ट्रांजिस्टर और कलेक्टर रेसिस्टर दोनों ही अपने अधिकतम अपव्यय के बारे में चिंता करने के लिए पर्याप्त करंट की खपत करते हैं।

कौन सा प्रश्न उठता है: क्या एमिटर फॉलोअर द्वारा जेनर रेगुलेटर का बेहतर अपव्यय एक अवरोधक और ट्रांजिस्टर के अपव्यय को बढ़ाने का एक ठोस कारण है? ऐसा लगता है कि जेनर के संदर्भ में तापमान स्थिरता के संदर्भ में जो कुछ भी प्राप्त हुआ था, उसे फॉलोअर सर्किट में स्थानांतरित कर दिया गया है।

मैं यहां क्या खो रहा हूं? मुझे किसी भी रेगुलेटर सर्किट से किस प्रकार की दक्षता की उम्मीद करनी चाहिए, और किस स्थिति में फॉलोअर में सुधार होगा?

आइए अधिक पारंपरिक लेआउट और संदर्भ डिज़ाइनर के साथ आपके सर्किट को फिर से बनाएं, ताकि हम उनके बारे में अधिक बात कर सकें स्पष्ट रूप से।



इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाया गया योजनाबद्ध

चूंकि Vout को D1 द्वारा 5.1 V पर तय किया गया है, हम सीधे दोनों के माध्यम से करंट की गणना कर सकते हैं प्रतिरोधक:

अंतर, 44.57 एमए, डी1 के माध्यम से बहने वाली धारा है, और यह 227.3 मेगावाट का क्षय कर रहा है। लेकिन अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि, R1 के माध्यम से धारा स्थिर है, जिसका अर्थ है कि सर्किट हमेशा बिजली स्रोत से 49.67 mA Ã 20 V = 1 वाट खींचता है।

यह सर्किट पर कुछ सीमाएं लगाता है। यदि लोड करंट बढ़ता है, तो जेनर करंट कम हो जाता है, और यदि जेनर करंट शून्य हो जाता है, तो यह विनियमित होना बंद हो जाता है। तो यह सर्किट अधिकतम 49.67 एमए करंट की आपूर्ति कर सकता है।

तो आइए एमिटर फॉलोअर जोड़ें:



इस सर्किट का अनुकरण करें

मैंने कम कर दिया है पिछले सर्किट के अधिकतम 50 mA आउटपुट करंट को दर्शाने के लिए R2 से 100 é का मान। ट्रांजिस्टर के लाभ के कारण (हम मान लेंगे कि यह 100 है), जेनर के लिए लोड करंट, आईबी केवल 0 से 0.5 एमए तक भिन्न होता है क्योंकि लोड करंट 0 से 50 एमए तक भिन्न होता है। इसका मतलब है कि हम जेनर सर्किट को बहुत कम अधिकतम करंट के लिए डिज़ाइन कर सकते हैं। मैंने R1 का मान बढ़ाकर 7500 é कर दिया है जिससे इसके माध्यम से प्रवाहित धारा लगभग 2 mA तक कम हो जाती है। बदले में इसका मतलब यह है कि जैसे Ib 0 से 0.5 mA तक भिन्न होता है, D1 का करंट 2 से 1.5 mA तक भिन्न होता है, और यह अधिकतम 10 mW तक नष्ट हो जाता है।

इसके अलावा, जब लोड करंट शून्य हो जाता है, यह 2 एमए सर्किट द्वारा 20 वी स्रोत से खींची गई एकमात्र धारा है, जो केवल 40 मेगावाट की स्टैंडबाय शक्ति का प्रतिनिधित्व करती है।

और हां, मैंने Q1 के VBE ड्रॉप के कारण D1 का वोल्टेज थोड़ा बढ़ा दिया गया।

अंत में, मैंने R3 को "वैकल्पिक" के रूप में चिह्नित किया है। इसका एकमात्र उद्देश्य कुछ शक्ति को नष्ट करना है जो अन्यथा Q1 द्वारा नष्ट हो जाती।

जेनर-ओनली शंट रेगुलेटर में, डायोड को सी पास करना आवश्यक है