Z-Diode macht nicht was ich denke

[Konrad (Gast)]

Hallo zusammen,
in der Grafik sieht man zwei Messreihe einer Z-Diode 3V6, 500mW.

Ich dachte, die Zener Diode hält die Zenerspannung (3,6V)stabil. Ich 
messe aber in der Messreihe 1 Zenerspannungen von 3,3V bis 3,85 V, in 
der Messreihe 2 Zenerspannungen von 3,97V bis 4,34 V.
Ich hatte keine Last dran, RL also unendlich.

Was hab ich nur falsch verstanden? (Ich bin ein Anfänger)

[hinz (Gast)]

3,6V Z-Dioden haben eine ziemlich flache Kennlinie.

[S. Landolt (Gast)]

Vielleicht sollte man bei einem Anfänger erstmal betonen, dass sie 
überhaupt eine Kennlinie hat (es gibt ja kein 'ideales Bauelement'), und 
"stabil" ist relativ. Die Spannung hängt also vom Strom ab.

[Harald W. (wilhelms)]

Konrad schrieb:

> in der Grafik sieht man zwei Messreihe einer Z-Diode 3V6, 500mW.

Du solltest Deine Meßreihe mal mit einer blauen LED wiederholen.
LEDs bieten gerade bei niedrigen Spannungen oft eine bessere
Spannungsstabilisierung als Z-Dioden.

[Simpel (Gast)]

Wenn du in diesem Spannungsbereich eine steilere Regelcharakteristik 
brauchst, kannst du den TL431 als Shuntregler nehmen.

Zenerdioden im niederen Spannungsbereich sind sehr abhängig vom Strom. 
Gut dass du das selbst mal empirisch ausgetestet hast. Das erspart dir 
in Zukunft so manche Fehlfunktion durch falsche Annahmen bzgl. der 
Präzision dieser Bauteile.

[Manfred (Gast)]

Harald W. schrieb:
> Du solltest Deine Meßreihe mal mit einer blauen LED wiederholen.

Hatte ich mal in einem anderen Thread gepostet, auch nicht wirklich 
besser.

[Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)]

Woher soll die Z-Diode auch wissen was der TO denkt.....

Namaste

[Possetitjel (Gast)]

Konrad schrieb:

> Ich dachte, die Zener Diode hält die Zenerspannung
> (3,6V)stabil. Ich messe aber in der Messreihe 1
> Zenerspannungen von 3,3V bis 3,85 V, in der Messreihe 2
> Zenerspannungen von 3,97V bis 4,34 V.
> Ich hatte keine Last dran, RL also unendlich.

Sehr schön. Gefällt mir.

> Was hab ich nur falsch verstanden? (Ich bin ein Anfänger)

Nichts. Alles gut.

Du hast in der ersten Messreihe die Eingangsspannung um 7V
geändert (5V auf 12V), die Spannung an der Z-Diode ist
jedoch nur um ca. 600mV gestiegen. Stabilisierungsfaktor
ist ungefähr 11. Nicht gerade viel, aber auch nicht Nichts.

Der differenzielle Innenwiderstand der Z-Diode liegt etwa
bei (12.1V-5.2V)/(8.3mA-1.9mA) ~= 108 Ohm. Das passt.

Nimm mal eine 6.8V-Z-Diode. Da machst Du Augen :)

[Possetitjel (Gast)]

Manfred schrieb:

> Harald W. schrieb:
>> Du solltest Deine Meßreihe mal mit einer blauen LED
>> wiederholen.
>
> Hatte ich mal in einem anderen Thread gepostet, auch
> nicht wirklich besser.

Oh doch. Einfach mal nachrechnen:

r = (3.09V-2.71V)/(10mA-2mA) = 47.5 Ohm.

Etwa Faktor 2 besser als die Z-Diode.

[hinz (Gast)]

Possetitjel schrieb:
> Etwa Faktor 2 besser als die Z-Diode.

Aber hinter den sieben Bergen gibts einen TL431....

[Klaus R. (klara)]

Konrad schrieb:
> Was hab ich nur falsch verstanden? (Ich bin ein Anfänger)

Zenerdioden haben noch ihre Berechtigung. Sie waren früher billig und 
sind es heute auch noch. Zu Stabilisieren nimmt man heute aber sofort 
Spannungsregler. Hier ein Link zu einem typischen, einfachen 
Spannungsregler. Kostet 13 Cent.

https://www.reichelt.de/ICs-A-A-/-A-78L08/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2908&ARTICLE=23473&OFFSET=16&;
mfg klaus

[Michael B. (laberkopp)]

Harald W. schrieb:
> Du solltest Deine Meßreihe mal mit einer blauen LED wiederholen.
> LEDs bieten gerade bei niedrigen Spannungen oft eine bessere
> Spannungsstabilisierung als Z-Dioden.

Nicht wiriklich.

Auch die berühmte rote LED in Konstantstromquellen hatte keine gute 
Kennlinie, sondern man hat sie genommen weil ihr Temperaturkoeffizient 
bei 1.6V genau passte.

Dafür, daß dann aber die Spannung (halbwegs) konstant blieb, musste man 
ihr schon mit nahezu gleichem Strom kommen, auf Stromschwankungen 
reagiert sie nämlich ebenso mit Spannungsabweichungen wie eine schlechte 
Z-Diode.

Sonst würde man nämlich LEDs im dunklen Gehäuse als Z-Diode verkaufen 
:-)

[Possetitjel (Gast)]

Michael B. schrieb:

> Harald W. schrieb:
>> Du solltest Deine Meßreihe mal mit einer blauen LED
>> wiederholen. LEDs bieten gerade bei niedrigen Spannungen
>> oft eine bessere Spannungsstabilisierung als Z-Dioden.
>
> Nicht wiriklich.

Was genau an "weniger halb so großer differenzieller
Widerstand" hast Du nicht verstanden?

[Michael B. (laberkopp)]

Possetitjel schrieb:
> Was genau an "weniger halb so großer differenzieller
> Widerstand" hast Du nicht verstanden?

Was genau hast DU an "schlechter Kennlinie" nicht verstanden ?

Ob halber oder doppelter differentieller Widerstand ist weitgehend egal 
bei so schräger Kennlinie: Sie ist in beiden Fällen nicht zur 
Spannungsstabilisierung zu gebrauchen.

Eine ordentliche Z-Diode (5.6V+) bleibt auch wenn der Strom sich um 2 
Grössenordnungen verändert bis auf wenige Prozent konstant.

Eine LED hingegen hat eine VORWÄRTSKENNLINIE einer Diode, so wie eine 
Reihenschaltung einiger Dioden. Ich weiß, besonders unerfahrene 
Elektroniker glauben auch, daß Silizium-Dioden nur einen 0.7V-Knick 
haben.

[Konrad (Gast)]

Danke für die vielen Antworten.
Ich dachte, dass eine Z-Diode wesentlich näher ihrer Spezifikation 
liegt.
In den YOUTUBE Videos (z.B.:https://www.youtube.com/watch?v=WdDFI1IRQds) 
oder auch anderen sind die Dinger genauer.
Leigt das daran, dass ich eine 3.6V Diode habe und je höher die VZ, 
desto näher an der Spezifikation?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Konrad schrieb:
> und je höher die VZ,
> desto näher an der Spezifikation?

Grob gesagt - ja. Probiers mit einer 4,7V oder 6,8V Z-Diode aus, der 
dynamische Innenwiderstand wird mit steigender Z-Spannung niedriger und 
damit die Abhängigkeit vom Querstrom.

[S. Landolt (Gast)]

Exemplarisch aus einem uralten Datenbuch von ITT:
differentieller Widerstand bei 5 mA für ZPD..

 3.6: 80 Ohm
 6.8:  4.5
 7.5:  4.0
 8.2:  4.5
10  :  5.2
20  : 20

[Possetitjel (Gast)]

Michael B. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Was genau an "weniger halb so großer differenzieller
>> Widerstand" hast Du nicht verstanden?
>
> Was genau hast DU an "schlechter Kennlinie" nicht
> verstanden ?

MIR sind die Zusammenhänge klar.

Wenn DU keine Zwischenstufen zwischen Schwarz und
Weiss kennst, dann ist das Dein Problem.

[(prx) A. K. (prx)]

Z-Dioden basieren auf 2 verschiedenen Effekten, dem Zener-Effekt und dem 
Avalanche-Effekt.  Bis um die 5V dominiert der Zener-Effekt, und ab um 
die 6V der Avalanche-Effekt.

[Possetitjel (Gast)]

Matthias S. schrieb:

> Konrad schrieb:
>> und je höher die VZ, desto näher an der Spezifikation?
>
> Grob gesagt - ja. Probiers mit einer 4,7V oder 6,8V Z-Diode
> aus, der dynamische Innenwiderstand wird mit steigender
> Z-Spannung niedriger und damit die Abhängigkeit vom Querstrom.

Ich erlaube mir die Korrektur, dass das nur bis etwa 8V gilt.
Oberhalb nimmt der differenzielle Widerstand wieder zu.

Siehe dazu das angehängte Datenblatt, Seite 2.

[Possetitjel (Gast)]

A. K. schrieb:

> Z-Dioden basieren auf 2 verschiedenen Effekten, dem
> Zener-Effekt und dem Avalanche-Effekt.  Bis um die 5V
> dominiert der Zener-Effekt, und ab um die 6V der
> Avalanche-Effekt.

Das wirkt sich meines Wissens primär auf den Temperatur-
koeffizienten aus. Da der eine Effekt einen negativen,
der andere aber einen positiven TK hat, ist der
resultierende TK bei ungefähr 6V am geringsten.

[S. Landolt (Gast)]

> Das wirkt sich meines Wissens primär auf den
> Temperaturkoeffizienten aus.

So steht es im Tietze/Schenk, dort ist die Grenze mit 5.7 V angegeben.
 Für das Minimum des differentiellen Widerstands schreiben sie ungefähr 
8 V.

[Thomas (kosmos)]

würd mich mal interessieren wie der Versuch mit Supressordioden ausgehen 
würde.

[Paul B. (paul_baumann)]

Possetitjel schrieb:
> Das wirkt sich meines Wissens primär auf den Temperatur-
> koeffizienten aus. Da der eine Effekt einen negativen,
> der andere aber einen positiven TK hat, ist der
> resultierende TK bei ungefähr 6V am geringsten.

Genau so ist es. Wir haben unsere Geräte mit 5,6 oder 6,2 Volt Z-dioden 
gebaut, weil die praktisch gar keinen Temperaturgang hatten.

MfG Paul

[michael_ (Gast)]

Konrad schrieb:
> Leigt das daran, dass ich eine 3.6V Diode habe und je höher die VZ,
> desto näher an der Spezifikation?

In der ersten Zeit, als es Z-Dioden gab, gab es keine unterhalb von 5V.
Die kamen erst Jahre später.
Aber um den Preis einer flacheren Kennlinie.

[Harald W. (wilhelms)]

hinz schrieb:

>> Etwa Faktor 2 besser als die Z-Diode.
>
> Aber hinter den sieben Bergen gibts einen TL431....

Nun, um eine einfache 3V-Schaltung zu versorgen, reicht die
blaue Diode und sie ist meist schneller zur Hand als ein
TL431.