JEE Main 2026 (Online) 24th January Morning Shift Physics - Semiconductor Question 13 Hindi Explanation

श्रेणीबद्ध सुरक्षात्मक प्रतिरोध जेनर डायोड से बहने वाली धारा को सीमित करता है ताकि यह शक्ति सीमा (power rating) को पार न करे।

जेनर डायोड लोड प्रतिरोधक $R_L$ के सिरों पर एक नियत वोल्टेज $\left(V_z\right)$ बनाए रखता है। स्रोत का अतिरिक्त वोल्टेज ( $V_{\text {in }}-V_z$ ) प्रतिरोधक $R_s$ के सिरों पर पतन (drop) हो जाता है।

जेनर भंजन वोल्टेज $\mathrm{V}_{\mathrm{Z}}=10 \mathrm{~V}$

अधिकतम शक्ति क्षय $\mathrm{P}_{\text {max }}=0.4 \mathrm{~W}$

शक्ति के सूत्र $\mathrm{P}=\mathrm{V} \times \mathrm{I}$ का उपयोग करने पर,

$$ I_{\max }=\frac{P_{\max }}{V_z} $$

$$\Rightarrow $$ $$ I_{\max }=\frac{0.4 \mathrm{~W}}{10 \mathrm{~V}}=0.04 \mathrm{~A} $$

प्रतिरोधक जेनर डायोड के साथ श्रेणी क्रम में जुड़ा हुआ है। किरचॉफ के वोल्टेज नियम (KVL) के अनुसार, वोल्टेज पतन का योग आपूर्ति वोल्टेज के बराबर होना चाहिए।

$V_{i n}=V_{R s}+V_z$

$$\Rightarrow $$ $V_{R s}=V_{i n}-V_z$

$$\Rightarrow $$ $$ V_{R s}=15 \mathrm{~V}-10 \mathrm{~V}=5 \mathrm{~V} $$

डायोड की सुरक्षा के लिए, हम प्रतिरोध का चयन इस प्रकार करते हैं कि इसमें से प्रवाहित होने वाली धारा $\mathrm{I}_{\max }$ से अधिक न हो।

$$ \mathrm{R}_{\mathrm{s}}=\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{Rs}}}{\mathrm{I}_{\mathrm{max}}} $$

$$\Rightarrow $$ $\mathrm{R}_{\mathrm{s}}=\frac{5}{0.04} \Omega=125 \Omega$

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