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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kennt jemand dieses Z-Dioden-Verhalten?


Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Zum Erzeugen von 48 V (mit einem nachgeschaltetem Emitterfolger) habe 
ich eine 22 und eine 27 V-Z-Diode (BZT52B22 und -27) in Reihe geschaltet 
und über 10 kOhm aus ca. 60 V versorgt. Solange die 60 V-Spannung groß 
genug ist, ist alles ok.

Bei kleineren Spannung passiert Merkwürdiges. Zum Untersuchen und für 
den Screenshot hier habe ich nur die Zenerdioden und die 10 kOhm in 
Reihe, aber keinen Emitterfolger, keinen Kondensator oder sonst 
irgendwas in der Versuchsschaltung. Wenn ich die Betriebsspannung weit 
genug reduziere, sodass der Zenerstrom klein wird, sieht man den im 
Oszillogramm gezeigten Effekt. Die Zenerspannung spielt verrückt, sie 
zappelt mit einer Amplitude von ca. 3 Vss. Der blaue Messwert ist die 
Betriebsspannung "oben" an den 10 KOhm (hier gut 51 V), 0 V ist unten 
links zu erkennen.

Reduziere ich die Betriebsspannung, z. B. auf 50 V, geht die 
Zenerspannung auf diese 50 V und der Effekt wird schwächer. Erhöhe ich 
sie, z. B. auf 54 V, geht die Spannung der Z-Dioden auf deren 
Nennspannung von ca. 49 V herunter (-> negative Impedanz?) und der 
Effekt wird auch schwächer und hört bei noch höheren Spannungen ganz 
auf. Nebenbei: "Schwächer werden" bedeutet, dass nur noch einzelne 
Pulse, und die immer seltener kommen. Das Ganze passiert nicht nur in 
diesem einen Exemplar, also keine defekten Bauteile.

Parallelschalten von Kondensatoren hilft nur in soweit, als dass dieser 
Effekt zwar nicht aufhört, aber mit ungefähr mit Zeitkonstante der 
Impedanz der Bauelemente gedämpft wird. Mit dem vorgesehenen 
Emitterfolger wird der Effekt erheblich ausgeprägter, durch einen 
Basiswiderstand wieder erheblich schwächer.

Ich habe davon in langer Praxis noch nie erfahren, aber ich weiß ja auch 
nicht alles. Vielleicht gibt es einen Namen dafür, nach dem ich mal 
suchen kann. Vielleicht antwortet ja auch jemand total fassungslos, wie 
man so eine Selbstverständlichkeit nicht wissen kann...

DZDZ

Autor: Mario M. (thelonging)
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Z-Dioden höherer Spannung sind
Avelanche-Dioden.
https://www.vishay.com/doc?86133

Autor: foobar (Gast)
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Den Effekt kenn ich nicht (bin aber auch kein Profi in dem Bereich). Ich 
vermute nen chaotisches Verhalten, wenn sich beide in Nähe der 
Abschaltspannung befinden. Ich würde mal versuchen, durch einen zweiten 
Widerstand den Strom der "unteren" Diode hoch genug zu halten, so dass 
sie nie abschaltet.

Autor: foobar (Gast)
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> Z-Dioden höherer Spannung sind Avelanche-Dioden.
> https://www.vishay.com/doc?86133

Wow, so krass (s.Bild) hätte ich das nicht erwartet.

Autor: soso... (Gast)
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Ist ja lustig. Das sieht aus wie Daten :-)

Mario M. schrieb:
> Z-Dioden höherer Spannung sind
> Avelanche-Dioden.
> https://www.vishay.com/doc?86133

Interessant!
Mir war zwar klar, dass Avalanche und Zener stark rauschen, aber DAS?

Da fällt mir ein:
Könnte man das nicht als Zufallsgenerator nutzen?
Keine komplexe Schaltung nötig, nur das DC müsste man auskoppeln, und 
die Zener mit einer Stromquelle speisen oder so.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Das passt ziemlich exakt! 100 µA habe ich auch in etwa, wenn der Effekt 
am stärksten ist. Eine Art "Abschaltspannung" habe ich ja auch 
beobachtet. Aber nur eine Diode davon "befreien" - das bringt's nicht.

Ich werde mal nach den Low-Noise-Z-Dioden von Vishay forschen. Guter 
Tipp!

(Habe wieder war gelernt!)

DZDZ

Autor: Sven S. (schrecklicher_sven)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Solange die 60 V-Spannung groß
> genug ist, ist alles ok.

Weil dann der Strom (gerade noch) groß genug ist.
Wer das Datenblatt ignoriert, den bestraft das Leben.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Sven S. schrieb:
> Wer das Datenblatt ignoriert, den bestraft das Leben.

Im Datenblatt steht nicht, daß man die Z-Diode nur bei genau[1]
5mA betreiben darf. Die Spalte I_ZT gibt an, für welche Testbedingung 
die Werte in den Spalten nebenan gelten.


[1] oder mindestens oder sonstwie

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Der Axel hat natürlich recht. Wozu bräuchte man eine Zener-Diode, wenn 
man sie nur genau bei einem Strom betreiben darf? Siehe auch Fig. 16 des 
Datenblattes. Man könnte (frei zitiert) sagen: Wer das Datenblatt 
missversteht, den bestraft das Leben.

Ich habe jetzt die BZD27C auf der Bestellliste. Ich hoffe, mit denen 
ohne Layout-Änderung auszukommen. Die würde teuer.

Autor: soso... (Gast)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Ich habe jetzt die BZD27C auf der Bestellliste. Ich hoffe, mit denen
> ohne Layout-Änderung auszukommen. Die würde teuer.

Das ist auch so eine alte Gurkenserie, die wird nicht viel besser sein.

Schau dir mal die Serie an:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MMSZ4678T1-D.PDF

Da kommst du mit 50µA durch, statt 5000. Villeicht hast du Glück, und 
sie passen drauf.

Sonst musst du halt kucken. Such nach "Ultra low current zener" oder 
dergleichen, dann poppt schon eine Menge auf.

Autor: J. T. (chaoskind)
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soso... schrieb:
> Ist ja lustig. Das sieht aus wie Daten :-)
>
> Mario M. schrieb:
>> Z-Dioden höherer Spannung sind
>> Avelanche-Dioden.
>> https://www.vishay.com/doc?86133

Fast noch erstaunlicher als den Effekt finde ich, das man in einem 
"Dokument" mit elektronischem Inhalt im Jahr 2019 noch deutschen Text 
finden kann. DAS konnte ich wirklich kaum glauben.

Autor: nachtmix (Gast)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Wozu bräuchte man eine Zener-Diode, wenn
> man sie nur genau bei einem Strom betreiben darf?

Das gibt es auch, z. die 1N821..1N829 Familie von Zenerdioden mit 
nominell 6,2V.
Wenn man sie mit einem bestimmten Strom betreibt, hat man eine 
Referenzspannungsquelle mir sehr geringen Tk bis herab zu 5ppm/K.
Der korrekte Strom wird i.d.R. beim Hersteller gemessen und dann auf 
jeder Diode z.B. mir einem aufgeklebten Zettelchen vermerkt.

Autor: J. T. (chaoskind)
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nachtmix schrieb:
> Der Zahn der Zeit schrieb:
>> Wozu bräuchte man eine Zener-Diode, wenn
>> man sie nur genau bei einem Strom betreiben darf?
>
> Das gibt es auch, z. die 1N821..1N829 Familie von Zenerdioden mit
> nominell 6,2V.
> Wenn man sie mit einem bestimmten Strom betreibt, hat man eine
> Referenzspannungsquelle mir sehr geringen Tk bis herab zu 5ppm/K.

Irgendwie "fühlt" sich das "nur bei einem bestimmten Strom" so an, als 
könnte man auch einfach nen Widerstand nehmen. An dem fällt bei nem 
festen Strom ja auch eine feste Spannung ab. Vermutlich wirds aber mehr 
rauschen oder so was in der Richtung?

Autor: Anja (Gast)
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nachtmix schrieb:
> Der korrekte Strom wird i.d.R. beim Hersteller gemessen und dann auf
> jeder Diode z.B. mir einem aufgeklebten Zettelchen vermerkt.

Eventuell der Meßgeräte-Hersteller der die dann selektiert.
Aber nicht der Halbleiterhersteller.
(ist zumindest bei den von mir erworbenen Dioden nicht so gewesen).

Gruß Anja

Autor: Anja (Gast)
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J. T. schrieb:
> Irgendwie "fühlt" sich das "nur bei einem bestimmten Strom" so an, als
> könnte man auch einfach nen Widerstand nehmen.

ein Widerstand hat aber keinen dynamischen Rz von ca 10 Ohm. Bei 6.2V 
und 7.5mA.

Gruß Anja

Autor: Egon D. (egon_d)
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J. T. schrieb:

>> Das gibt es auch, z. die 1N821..1N829 Familie
>> von Zenerdioden mit nominell 6,2V.
>> Wenn man sie mit einem bestimmten Strom betreibt,
>> hat man eine Referenzspannungsquelle mir sehr
>> geringen Tk bis herab zu 5ppm/K.
>
> Irgendwie "fühlt" sich das "nur bei einem
> bestimmten Strom" so an, alskönnte man auch
> einfach nen Widerstand nehmen. An dem fällt
> bei nem festen Strom ja auch eine feste
> Spannung ab.

Ja -- aber die Epsilon-Umgebung ist auch wichtig.
In dieser verhält sich die Z-Diode anders als ein
Widerstand.

Wenn Du den Strom durch den Widerstand um 1%
erhöhst, wird auch die Spannung genau 1% größer.
Wenn Du den Strom durch eine Z-Diode 1% erhöhst,
wird die Spannung vielleicht 0.01% größer.

Folge: Man kann die Z-Diode als nichtlineares Element
in eine Brückenschaltung bringen, die über eine
Rückführung mittels OPV dafür sorgt, dass immer genau
der richtige Strom durch die Z-Diode fließt. Der Strom
wird über Präzisionswiderstände und den OPV aus der
Z-Spannung selbst (!) abgeleitet (--> Tietze/Schenk).

Das geht NUR deshalb, weil die Z-Diode ein NICHTLINEARES
Element ist; mit einem Widerstand funktioniert das nicht.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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J. T. schrieb:
> Irgendwie "fühlt" sich das "nur bei einem bestimmten Strom" so an, als
> könnte man auch einfach nen Widerstand nehmen.
Ja, so hatte ich meinen Einwand gegen Svens Beitrag gemeint. Aber hier 
geht es um die Erzeugung einer temperaturstabilen Spannung aus einem 
deutlich weniger temperaturstabilen Strom. Das sehe ich absolut ein. Und 
weitere Argumente wurden auch schon geantwortet.

soso... schrieb:
> Das ist auch so eine alte Gurkenserie, die wird nicht viel besser sein.
Was veranlasst dich zu dieser Vermutung? Überzeugen dich nicht die 
Fakten, die in dem verlinkten Artikel stehen? Die Zenerspannung über die 
Zeit, aufgezeichnet bei 100 µA?

Wie auch immer, die MMSZ4, die explizit für 50 µA spezifiziert ist, 
sieht natürlich auch gut aus. Und sie ist genau in dem Gehäuse, das ich 
im Layout vorgesehen habe. Sie kostet sogar nur halb so viel. Die wird 
auch getestet. Guter Tipp, danke.

Autor: soso... (Gast)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Was veranlasst dich zu dieser Vermutung? Überzeugen dich nicht die
> Fakten, die in dem verlinkten Artikel stehen? Die Zenerspannung über die
> Zeit, aufgezeichnet bei 100 µA?

Die BZD27C sind mit ziemlich hohen Sperrströmen spezifiziert.

BZD27C27P : Zenerspannung ist bei 10mA spezifiziert. Das ist SEHR mies.

Quelle:
https://www.vishay.com/docs/85153/bzd27series.pdf

Ich kann nur warnen, den unspezifizierten Bereich (Iz<10mA) nutzen zu 
wollen. Da ist ein Kollege mal böse aufgesessen. Das lief jahrelang, 
plötzlich haben wir eine Charge bekommen, die sich anders verhalten hat, 
aber noch im spezifizierten Bereich war. Es reichte, dass die Platine 
nicht mehr lief.

Die BZD27C ist eher eine Serie für ESD und Überspannungsschutz. Eine 
sehr alte, wenn ich mich richtig erinnere.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Hi soso,

danke noch mal für den MMSZ4-Tip. Ich muss dir Recht geben, was den 
Betrieb außerhalb von Spezifikationen angeht. Ich habe auch einige 
Jahrzehnte Hardware entwickelt und kenne den Unterschied zwischen "auf 
dem Labortisch hat es funktioniert" und der Praxis. "Hauptsache, es 
funktioniert" - ein Spruch, den sich ein Anfänger leisten kann (oder 
sogar muss), aber später dann ein Armutszeugnis.

Als ich den Vishay-Artikel gelesen hatte und dort der riesige 
Unterschied gezeigt wurde, war das vergleichsweise natürlich eine 
Offenbarung für mich. Aber wer weiß, vielleicht macht die BZD27 schon 
bei 50 µA die gleichen Probleme, wie die normale Z-Dioden bei 100 µA?

Ich präferiere jetzt die MMSZ4xxx. Und wenn es noch besser als mit nur 
dem Austausch der Z-Dioden werden muss, müsste ich noch einen 
Schaltungs- und Layoutänderung machen. An anderen Z-Dioden habe ich 
festgestellt, dass eine 6,2 V-Diode dieses Verhalten nicht zeigt, eine 
mit 12 V allerdings schon. Das schrieb ja im Prinzip auch schon der 
Mario gleich zu Anfang. Mit 1 x 43 V und 1 x 6,2 V, sowie einem 
(zusätzlichen) Widerstand, z. B. parallel zur 6,2er, der die 43 V-Diode 
bis weit unter 49 V auf "Grundlast" hält", müsste Ruhe sein bzw. das 
Problem weit in einen irrelevanten Bereich verschoben sein. Aber dieser 
Widerstand würde richtig teuer...

Und warum findet man in den Spezifikationen keine Angabe, bis zu welchem 
Strom herunter eine Z-Diode noch frei von Lawinen-Rauschen ist? Tod und 
Teufel werden oft spezifiziert, und das dürfte doch auch viel öfter eine 
Rolle spielen.

Na, egal. Du meinst, die BZD27 sei im Vergleich zur MMSZ4xxx sehr alt. 
Ich habe mal bei Vishay geforscht (Sonntag Abend - zu viel Zeit...) und 
fand auf deren Webseite von 2002 noch keine BZD27, auf der Webseite von 
2003 tauchte sie zuerst auf - gleichzeitig mit der MMSZ4xxx(!). Beide 
gleich alt?

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Der Zahn der Zeit schrieb:

> Du meinst, die BZD27 sei im Vergleich zur MMSZ4xxx sehr alt.

M.W. wurde die als sog. Leistungs-Z-Diode ursprünglich von der
Firma Intermetall gebaut. Diese Firma ist schon seit Jahrzehnten
tot. Vielleicht ist inzwischen der Patentschutz ausgelaufen und
man kann den Namen neu benutzen.

Autor: Gerhard H. (ghf)
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soso... schrieb:
> Ist ja lustig. Das sieht aus wie Daten :-)
>
> Mario M. schrieb:
>> Z-Dioden höherer Spannung sind
>> Avelanche-Dioden.
>> https://www.vishay.com/doc?86133
>
> Interessant!
> Mir war zwar klar, dass Avalanche und Zener stark rauschen, aber DAS?

Echte Z-Dioden rauschen gar nicht so toll.

< 
https://www.flickr.com/photos/137684711@N07/24411798996/in/album-72157662535945536/ 
>

Die BZX84-C2V7 etc z.B. finde ich durchaus beeindruckend.
0 db ist 1nV/rtHz, also das Spannungsrauschen der besten OpAmps
(AD797, LT1028 & Co).

Man kann schön sehen: wenn man sich mit steigender Spannung dem
Avalanche-Betrieb nähert(so ab 5V), dann vergeht die Herrlichkeit
recht schnell.

Der Messverstärker mittelt das Rauschen über 20 OpAmps. :-)

Gruß, Gerhard

Autor: Fire H. (fireheart)
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>Da fällt mir ein:
>Könnte man das nicht als Zufallsgenerator nutzen?
>Keine komplexe Schaltung nötig, nur das DC müsste man auskoppeln, und
>die Zener mit einer Stromquelle speisen oder so.

Das wird im Grunde ja vielfach gemacht. Die meisten analogen 
Rauschgeneratoren (für Testzwecke) bestehen aus durchbrechenden PN 
Übergängen... sinnvollweise mit der verkehrt gepolten Basis-Emitter 
Strecke eines billigen Transistors.
Früher hatte man auch elektronisches Schlagzeug (Hi-Hats, Becken, 
Snare-Drums) auf diese Weise realisiert.

Wenn man noch einen Zähler an die Sache dranhängt, hat man prima 
Zufallszahlen ... die sind vermutlich allemal besser als die 
Pseudozufallszahlen von Schieberegistern oder ähnlichen Konstrukten, die 
ja prinzipiell deterministisch sind.

Grüße
FireHeart

Autor: Udo K. (udok)
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Gerhard H. schrieb:
> Die BZX84-C2V7 etc z.B. finde ich durchaus beeindruckend.
> 0 db ist 1nV/rtHz, also das Spannungsrauschen der besten OpAmps
> (AD797, LT1028 & Co).
>
> Man kann schön sehen: wenn man sich mit steigender Spannung dem
> Avalanche-Betrieb nähert(so ab 5V), dann vergeht die Herrlichkeit
> recht schnell.
>
> Der Messverstärker mittelt das Rauschen über 20 OpAmps. :-)

Danke für die Info...

Bei welchem Strom hast du die Messung gemacht?

Ich finde, dass auch die 12V Zener wenig rauscht, jedenfalls
im Vergleich zu einem üblichen Spannungsregler.

Die Kurven vom TE und von der Vishay Application Note
haben ja schon nichts mehr mit Rauschen zu tun,
da werden die Zener Dioden einfach falsch verwendet.

: Bearbeitet durch User
Autor: Udo K. (udok)
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Fire H. schrieb:
> Wenn man noch einen Zähler an die Sache dranhängt, hat man prima
> Zufallszahlen ... die sind vermutlich allemal besser als die
> Pseudozufallszahlen von Schieberegistern oder ähnlichen Konstrukten, die
> ja prinzipiell deterministisch sind.

Man will ja für viele Versuche deterministische Zufallszahlen haben!
Sonst kann sie ja keiner nachstellen.

Autor: Gerhard H. (ghf)
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12 V aus NiMH über 2K Drahtwiderstand, also 5 mA über den Daumen.
Die Batterie steuert kein messbares Rauschen bei.

Links/rechts sind noch sonstige Messobjekte.

Autor: Urlauber (Gast)
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Die oben genannten 5 mikroAmpere finde
ich ein bisschen wenig, der Emitterfolger
braucht ja auch etwas Basisstrom.
Kein Wunder, dass die Z-Spannung "schwimmt".

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Ich habe jetzt die BZD27Cxx und MMSZ4xxx getestet und ich bin sehr 
überrascht.

Versuchsaufbau: Da ich ca. 49 V erzeugen will, sind jeweils zwei 
Z-Dioden in Reihe geschaltet und die Messung erfolgt über einen 10 
kOhm-Widerstand. Weil ich keine Messung von 2 Dioden(paaren) 
gleichzeitig vorbereitet habe, habe ich je zwei einzelne Messungen mit 
identischen Einstellungen gemacht worden (ich schwöre!) und sie per 
Bildverarbeitung zu einem Screenshot zusammengefügt.

Die MMBZ4xxx, die ja bei 50 µA Zenerstrom spezifiziert ist, taugt dafür 
überhaupt nicht. Siehe 1. Screenshot unten: Erhebliches Lawinenrauschen 
bei 50 µA. Ich habe für die 49 V je einen Satz Z-Dioden (ON-Semi) 43 + 
6.2 V und einen mit 24 + 27 V, die sich aber beide prinzipiell identisch 
verhalten. Wie gesagt, ich bin sehr überrascht

Die BZD27Cxx, die im oben verlinkten Artikel als besonders rauscharm 
beschrieben wird, hält, was dort versprochen wird. 1. Screenshot oben: 
Wesentlich geringeres Rauschen, deutlich höherfrequent (gut!). Die 
Messung war ebenfalls bei ~50 µA.

Meine bisherige Z-Dioden, die BZT52Bxx, sind freilich noch schlimmer. 
Ich musste die Vertikalablenkung um den Faktor 10 reduzieren, deswegen 
im Screenshot 2 oben noch einmal zum Vergleich die MMBZ4xxx und darunter 
die BZT52Bxx.

Das Lawinenrauschen hört auf bei der
MMBZ4xxx: bei ca. 350 µA
BZD27Cxx: bei ca. 500 µA
BZT52Bxx: bei ca. 1000 µA

Meine Wahl ist klar.

Autor: soso... (Gast)
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Interessant!

Daran sieht man wieder, dass eine saubere Inbetriebnahme durch nichts zu 
ersetzen ist, dass Papier geduldig ist, und dass nicht alles Gold ist 
was glänzt :-)
ONSEMI hat bei der Diode allerdings strenggenommen nicht gelogen. Sie 
versprechen ja nur, dass sie die Spannung bei 50µA halten kann, nicht 
dass sie nicht rauscht.

Dir sollte aber eines klar sein:
Wenn du die BZD27 verwenden möchtest, musst du sie laut Datenblatt mit 
15mA betreiben. Sonst kannst du dir deine Spannung in die Haare 
schmieren. Mit 500µA oder was auch immer du nehmen willst, bist du halt 
Faktor 30 unter dem vom Hersteller empfohlenen Strom.

Jetzt ist es aber so, dass alle 3 Dioden bei 15mA sauber laufen.

Nimm also einfach die billigste...

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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soso... schrieb:
> Dir sollte aber eines klar sein:
> Wenn du die BZD27 verwenden möchtest, musst du sie laut Datenblatt mit
> 15mA betreiben

Hi soso,

mit dem ersten Absatz gebe ich dir vollkommen Recht. Nur beim zweiten 
widerspreche ich, denn es ist alles etwas komplizierter.

1. Ich kann mir den Strom nicht aussuchen. Ich will bei großen und 
kleinen Eingangs-Spannungsdifferenzen die Ausgangs-Sollspannung 
erreichen. Es geht dabei um einen (im Rahmen des technisch/ökonomisch 
sinnvollen) möglichst "brauchbaren" Betrieb bei Unterspannung und dass 
im Übergangsbereich möglichst nicht zu große Störspannungen überlagert 
sind. Bis 1 V Differenz herunter wäre gut, früher mussten es viel mehr 
sein, jetzt erreiche ich die 1 V spielend. Ein Konstantstromquelle zur 
Z-Diodenspeisung ist allein vom Platzbedarf her nicht mehr drin. Wenn 
sie unbedingt nötig wäre, dann würde ich zwangsläufig in den (sehr) 
sauren Apfel beißen müssen, aber ich erreiche auch so ein akzeptables 
Ziel. Auch sogar eine kleine Layoutänderung soll vermieden werden.

2. Ich habe jetzt einen 10 kOhm-Widerstand vor der Z-Diode. Wenn ich 20 
V mehr Speisespannung habe (21 V Differenez, diese Größenordnung sollte 
auch toleriert werden), werden es 2 mA Dioden-Speisestrom.

Nun ist es so, dass 15 mA an einer 40 V-Diode 600 mW Verlust erzeugen. 
Wenn man die Steilheit so einer Diode mit deren Temperaturabhängigkeit 
vergleicht, stellt man fest, dass die erhöhte Betriebstemperatur weit, 
weit mehr Spannungsanstieg bringt, als die differenzielle Impedanz. Die 
dynamisch gemessene, absolut senkrechte die Kennlinie der MMSZ4713 (30 
V) von Onsemi (S. 5, Fig. 9) ist nicht übertrieben. 15 mA an einer 
Z-Diode mit > 40 V, um die Nenndaten zu erreichen, ist nicht möglich, 
bzw. geradezu absurd(!). Letztendlich ist im Dauerbetrieb die 
tatsächliche Abweichung von den Nennwerten _nicht unmittelbar durch den 
Betriebsstrom_, _sondern durch den dadurch verursachten 
Temperaturanstieg_ verursacht. Selbst ein Betrieb mit den üblichen 5 mA 
sind nicht realistisch, denn die tatsächliche, thermisch bedingte 
Abweichung ist immer noch weit, weit höher als das, was als Nennspannung 
im Datenblatt steht. Mit anderen Worten: Die Nennspannung wird am 
präzisesten bei den kleinsten Strömen erreicht.

Um eine Zahl zu nennen: Mit meinen beiden in Reihe geschalteten Dioden, 
die zusammen 49 V ergeben, ergeben sich im 15 mA-Endzustand 6 V mehr als 
im Einschaltmoment. Gemessen: Anstieg von 49,5 auf 55,5 V. Heftig. Aber 
mit dem Fehler bei 2 mA muss und kann ich leben.

Nicht die Billigste. Nein, die am besten geeignetste. Und das ist dann 
doch in diesem Fall ganz klar die BZD27 wegen des viel geringeren 
Rauschens.

Danke für dein Beiträge (auch wenn ich teilweise widerspreche :-), und 
auch für viele andere.

DZDZ

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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soso... schrieb:
> Wenn du die BZD27 verwenden möchtest, musst du sie laut Datenblatt mit
> 15mA betreiben.

So ein Blödsinn.

> Mit 500µA oder was auch immer du nehmen willst, bist du halt
> Faktor 30 unter dem vom Hersteller empfohlenen Strom.

Es gibt keinen solchen "empfohlenen" Strom.

Die Spalte I_ZT im Datenblatt ist keine Empfehlung, sondern schlicht die 
Meßbedingungung, unter der der Hersteller die Z-Spannung und die 
Impedanz gemessen hat und für die er diese Werte garantiert.

Selbstverständlich kann man die Z-Diode auch bei niedrigeren Strömen 
betreiben. Die Spannung wird dann geringer sein (evtl. auch außerhalb 
des Toleranzbandes) und die Impedanz höher. Ja. Und?

Vielleicht mal ein Autovergleich: die Angabe zur Motorleistung enthält 
da auch einen Nebensatz "bei Drehzahl xxx rpm". Nach deiner Logik 
dürfte man das Auto jetzt nie mit einer anderen Drehzahl fahren, weil 
der Hersteller die Leistung da ja gar nicht spezifiziert hat.

Das einzige was ich noch bemerken wollen würde, ist daß eine 2.3W 
Z-Diode nicht unbedingt die sinnvollste Wahl ist, wenn man sie nur bei 
maximal 2mA und 25V -> 100mW betreiben will. Ich bin sicher, daß es 
ähnlich rauscharme Z-Dioden auch in der 250mW Klasse gibt. Die bauen 
dann auch kleiner (begrenzter Platz wurde ja genannt).

Autor: nachtmix (Gast)
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Gerhard H. schrieb:
> Die BZX84-C2V7 etc z.B. finde ich durchaus beeindruckend.

Auch wenn sie das Z in der Bezeichnung tragen:
Die ganz niedrigen Spannungen wie 2V7 sind keine Zenerdioden, sondern in 
Flußrichtung betriebene Diodenstapel.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Axel S. schrieb:
> Ich bin sicher, daß es ähnlich rauscharme Z-Dioden auch in der 250mW Klasse 
gibt. Die bauen dann auch kleiner (begrenzter Platz wurde ja genannt).

Vielleicht. Aber wie erkennt man die? In den Spezifikationen steht 
nichts dazu. Im Gegenteil: Wenn man den Messstrom von 50 µA im 
Datenblatt der MMSZ4xxx sieht, wird man sogar in die Irre geführt. Alle 
mit passendem Gehäuse kaufen und ausprobieren?

Wenn Vishay nicht irgendwann mal sich des Themas angenommen hätte und 
spezielle Produkte gemacht hätte, dann einen Artikel darüber geschrieben 
hätte, den Mario gekannt hätte, der dann wieder meine Frage gesehen und 
beantwortet hätte - ich wäre heute nicht weiter als bis zur MMSZ4xxx. Na 
ja, vielleicht gibt es auch von anderen Herstellern solche Artikel. Aber 
das würde mir nicht helfen, denn die BZD27 (DO-219) passt jetzt schon 
auf das vorhandene SOD-123-Layout. Da darf sie gerne 2,3 W und im 100 µs 
Surge 300 W können.

Ansonsten gebe ich dir Recht. Bei keiner Z-Diode steht etwas von 
"Recommended Operating Conditions". Die hohen Ströme sind gepulst. Sie 
müssen es sein, um die Spannungsmessung durch Selbsterwärmung (bis zu 
800 mW!) nicht zu verfälschen.

Nur: "So ein Blödsinn" würde ich nicht schreiben.

Autor: soso.. (Gast)
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nachtmix schrieb:
> Auch wenn sie das Z in der Bezeichnung tragen:
> Die ganz niedrigen Spannungen wie 2V7 sind keine Zenerdioden, sondern in
> Flußrichtung betriebene Diodenstapel.

Lieber nicht glauben, sondern nachsehen ;-)

Beispiel:
https://www.vishay.com/docs/85763/bzx84v.pdf

Man sieht es am TK:
Bei der BZX84C2V7 steht bei -0,9mV/K. (-9 * 1E-4 -> -0,9mV)
Eine SI-Diode hätte aber etwa -2mV/K für Vf in Flussrichtung.

Das passt nicht zu einem Diodenstapel, da müssten ja mindestens 4 Stück 
drin sein um auf 2,7V zu kommen. Das wäre um Faktor 10 mehr. Hier ist 
das also nicht so, denke ich.
Ich kenne persönlich keine Z-Dioden-Serie, die das so macht, aber 
gerüchteweise soll es das geben. Abe ich bin ja auch kein Spezialist.

Kennt jemand ein Beispiel?

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Ich bin sicher, daß es ähnlich rauscharme Z-Dioden auch in der 250mW Klasse
> gibt. Die bauen dann auch kleiner (begrenzter Platz wurde ja genannt).
>
> Vielleicht. Aber wie erkennt man die? In den Spezifikationen steht
> nichts dazu.

Google findet für "low noise zener diode" die MMBZ4617..27. Und da steht 
nicht nur "low noise" auf der ersten Seite des Datenblatts, die Tabelle 
hat auch eine Spalte "noise density". Dumm nur: die gibts nur bis 6.2V, 
also echte Zener, nix Avalanche.

Eine kurze Suche über 200 .. 350mW Serien von Z-Dioden bei Vishay zeigte 
keine andere Serie mit spezifizierter Rauschdichte. Aber das muß ja 
nichts heißen.

Von Geegle werden andere Serien gefunden, etwa 1N5543. Die sind dann THT 
und Datenblätter finde ich nur von Herstellern aus Fernost.

Autor: ArnoR (Gast)
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Axel S. schrieb:
> "low noise zener diode" die MMBZ4617..27. Und da steht
> nicht nur "low noise" auf der ersten Seite des Datenblatts, die Tabelle
> hat auch eine Spalte "noise density". Dumm nur: die gibts nur bis 6.2V,
> also echte Zener, nix Avalanche.

Es gibt die Reihe MMSZ4681-4717, 2,4-43V, spezifiziert bei 50µA.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Axel S. schrieb:
> 1N5543. Die sind dann THT
> und Datenblätter finde ich nur von Herstellern aus Fernost.
Ich hatte auch schon gesucht und fand dazu: 
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/microsemi/1N5518_5546D.pdf. 
Diese Angaben decken sich auch mit dem von Axel S. erwähnten 
MMBZ4617..27. Bei der 1N55xx steht:
Max. Noise density @1z (sollte das Iz heißen?) = 250 µA: 0.5 bis 2 
µV/sqrt(Hz) für die kleinen Spannungen und 10 bis 20 µV/sqrt(Hz) für die 
großen bis 33 V. Also vermute ich, dass man bei 250 µA noch nicht im 
Bereich des Lawinenrauschens ist. Nur muss ich damit rechnen, in diesen 
Bereich zu kommen. Und was dann passiert, steht hier nicht. Na ja, wegen 
der Bauform sowieso uninteressant.

Generell scheint in vielen Beiträgen, in den das Rauschen von Z-Dioden 
irgend eine Rolle spielt, dieser Lawineneffekt unbekannt zu sein oder 
zumindest nicht erwähnt zu werden.

soso.. schrieb:
> nachtmix schrieb:
>> Auch wenn sie das Z in der Bezeichnung tragen:
>> Die ganz niedrigen Spannungen wie 2V7 sind keine Zenerdioden, sondern in
>> Flußrichtung betriebene Diodenstapel.
>
> Lieber nicht glauben, sondern nachsehen ;-)
Ich war bisher auch immer der Meinung, dass es Dioden-Stapel sind. Aber 
dann müsste in den Datenblättern die Angabe des Vorwärts-Stroms, der ja 
eine reine Dioden-Charakteristik hat, entfallen, denn der Vorwärts-Strom 
wäre der Zener-Strom. Ich wollte eine 2,7 V-Diode mal testen - Aber 
Enttäuschung, das Fach war leer. Schade. Ich hatte mal welche.

ArnoR schrieb:
> Es gibt die Reihe MMSZ4681-4717, 2,4-43V, spezifiziert bei 50µA.
Die hatten wir ganz zuerst am Wickel, die habe ich getestet und oben 
beschrieben. Allerdings habe ich versehentlich MMBZ4xxx statt MMSZ4xxx 
geschrieben.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Ich wollte eine 2,7 V-Diode mal testen - Aber
> Enttäuschung, das Fach war leer.
Da war noch ein anderes Fach, und da war doch noch eine ZPD2.7 drin: Es 
ist tatsächlich eine Zener-Diode, kein Diodenstapel. Sie leitet in der 
einen und "zenert" in der anderen Richtung.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Hier noch ein interessanter Artikel zum Thema Rauschen von echten Zener- 
und von Avalanche-Dioden.

http://mirror.thelifeofkenneth.com/lib/electronics_archive/Noise_Behaviour_of_Zener_Diodes.pdf

: Bearbeitet durch User
Autor: Andrew T. (marsufant)
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soso.. schrieb:
> Ich kenne persönlich keine Z-Dioden-Serie, die das so macht, aber
> gerüchteweise soll es das geben. Abe ich bin ja auch kein Spezialist.
>
> Kennt jemand ein Beispiel?

Klar gibt es diese, hier gerne das Beispiel mit DaBla.

BZV86-1V4 und weitere Spannungen. Schau mal auf p.3, Zeile Sf

https://4donline.ihs.com/images/VipMasterIC/IC/PHGL/PHGLS17699/PHGLS17699-1.pdf?hkey=EF798316E3902B6ED9A73243A3159BB0

Ich habe noch ca. 300 Stück, weil für einige ganz spezielle Anwendungen 
sind die Teile sehr nützlich.

Autor: soso... (Gast)
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Andrew T. schrieb:
> Klar gibt es diese, hier gerne das Beispiel mit DaBla.

Danke!
Interssant was es alles gibt.

Es gibt also sogar einen Namen dafür: Stabistor. Kannte ich so auch noch 
nicht :-)

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Also der alte Verdacht, dass die Niedervolt-Z-Dioden in Wirklichkeit 
Diodenstacks sind, ist weder ganz falsch noch ganz richtig.

Den Begriff Stabistor habe ich meiner Meinung nach mal in meiner Jugend 
kennen gelernt, ich glaube, da waren Silizium-Halbleiter eher noch 
ungebräuchlich. Danach habe ich nie wieder was davon gehört.

Besonders faszinierend sind Stabistoren aber auch nicht. Eine etwas 
geringere Stromabhängigkeit der Vorwärts-Spannung, 170 mV statt 250 mV 
zwischen 100 µA und 10 mA bei der BAS17 (~700 mV Stabistor) und BAS16 
(Schaltdiode). Und wohl auch kaum ein Unterschied im 
Temperaturkoeffizient.

Autor: nachtmix (Gast)
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soso.. schrieb:
> Bei der BZX84C2V7 steht bei -0,9mV/K. (-9 * 1E-4 -> -0,9mV)
> Eine SI-Diode hätte aber etwa -2mV/K für Vf in Flussrichtung.
>
> Das passt nicht zu einem Diodenstapel, da müssten ja mindestens 4 Stück
> drin sein um auf 2,7V zu kommen. Das wäre um Faktor 10 mehr. Hier ist
> das also nicht so, denke ich.
> Ich kenne persönlich keine Z-Dioden-Serie, die das so macht, aber
> gerüchteweise soll es das geben. Abe ich bin ja auch kein Spezialist.
>
> Kennt jemand ein Beispiel?

Na klar.
Allerdings scheint man es inzwischen tatsächlich im Griff zu haben auch 
kleinere Zenerspannungen als 3,3V zu realisieren, wie man an den weitaus 
geringeren Tk der BZX84-Serie sieht.
Im Gegenzug ist aber der differentielle Widerstand der 
uralt-Diodenstapel deutlich geringer als bei den "echten" Zenerdioden.

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