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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum Z-Dioden zur Spannungsstabilisierung?


Autor: Tony (Gast)
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Hallo,
wieso eignen sich Z-Dioden zur Spannungsstabilisierung? Bei einer 
Normalen Diode Fällt ja eine Spannung ab, wenn diese in 
durchlassrichtung geschalten ist. Wenn sie sperrt fällt kein Strom ab. 
Aber wie ist das bi Z-Dioden? Diese werden ja in Sperrrichtung 
geschalten. Liegt es daran, das Spannung fliest, weil sie durchbrochen 
werden? Aber da würde ja dauerhaft ein Strom durch die Diode fliesen, 
welcher jedoch nicht genützt wird, also verschwendet wird.

Autor: Axel Düsendieb (axel_jeromin) Benutzerseite
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Der Strom wird nicht verschwendet, sondern in der Diode in Wärme 
umgesetzt.

Autor: Oliver D. (smasher)
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Spannung fliesst nicht!

Ja es ist so, bei der stabilisierung mit einer Zehner Diode, ist der 
Grundgedanke, bei steigender Spannung einen größeren Strom fliessen zu 
lassen, sodass die Ausgangsspannung konstant bleibt.

Schau dir mal die Beispielschaltungen dazu an. Die gibts z.B. beim 
Elektronik-Kompendium.
Da ist genau erklärt, warum es funktioniert, wie es funktioniert. Mit 
Kennlinienfeld etc.

Autor: Bensch (Gast)
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> Wenn sie sperrt fällt kein Strom ab.

Schöner Satz........

> Liegt es daran, das Spannung fliest, weil sie durchbrochen werden?

... der ist fast noch besser.

> Aber da würde ja dauerhaft ein Strom durch die Diode fliesen,
welcher jedoch nicht genützt wird, also verschwendet wird.

Ja

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Spannung fließt nicht, das macht Strom. ;-))

Such mal nach Lawinen-Effekt (oder Avalancheeffekt) und nach 
Zener-Effekt.

Wikipedia weiß da bestimmt was.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

Vielleicht hilft es dir zu wissen, das eine Z-Diode ihre 
spannungsstabilisierende Wirkung erst so richtig mit einem Vorwiderstand 
entfaltet.

MfG Spess

Autor: Tony (Gast)
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sorry für die Strom/Spannungs Verwechslung...peinlich! Also wie ich das 
jetzt verstehe fällt in Sperrichtung keine Spannung ab wenn die 
Versorgungsspannung unter die Durchbruchspannung ist. Sie Stabilisiert 
also nur wenn die Spannung über dieser liegt. Die Differenz wird in 
wärme umgesetzt. Also fast wie ein Spannungsregler.

Autor: David (Gast)
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Die Z Diode ist wie der Überlaufschutz im Waschbecken. Ja und muss in 
Sperrichtung betrieben werden damit im "Normalfall" kein Strom fließt. 
Anderer Grund wäre sicherlich dass die Sperrspannung uA durch Dotierung 
auf einen bestimmten Wert festlegen. Im Durchlassbetrieb ist die 
Spannung so gesehen "vorgegeben".

Autor: Bensch (Gast)
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> Also wie ich das jetzt verstehe fällt in Sperrichtung keine Spannung ab wenn die 
Versorgungsspannung unter die Durchbruchspannung ist.

Hast du NICHTS verstanden?

Autor: Bender (Gast)
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Du meinst es fließt kein Strom.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Dann gibt's auch noch "Z-Dioden", die in Durchlassrichtung betrieben 
werden müssen, z.B. BZX 55 C0V8 ...

Gruss

Autor: Tony (Gast)
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na wenn kein Strom fliest fällt doch auch keine Spannung ab oder?

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Warum nicht, betrachte doch mal eine 400kV-Leitung zur Erde ( jaja, ich 
weiss, es fliesst ein bisschen Strom ) ...

Autor: Matthias Kölling (Gast)
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na wenn kein Strom fliest fällt doch auch keine Spannung ab oder?

Dann dürftest Du an einer offenen Spannungsquelle auch keine Spannung 
messen, und dieser Effekt entsteht nicht nur dadurch, dass das Messgerät 
keinen unendlichen Eingangswiderstand hat. Sieh Dir mal das 
Ersatzschaltbild von einer Spannungsquelle an. Wenn die Klemmen offen 
sind, fließt kein Strom und es fällt über den Innenwiderstand keine 
Spannung ab und deswegen misst Du an den Klemmen die Urspannung.

Bei Deiner Z-Diode mußt Du jetzt 2 Betrachtungen machen:
1. Die Z-Diode mit Vorwiderstand + Last ist der Ra der Spannungsquelle.
   Ist die Eingangsspannung kleiner als die Z-Spannung, dann ist die Z-
   Diode quasi nicht da und die Spannung an der Last ergibt sich aus dem
   Verhältnis von Vorwiderstand zu Lastwiderstand (wenn mann den Ri der
   Spannungsquelle vernachlässigen kann. Ist die Eingangsspannung größer
   als die Z-Spannung, fällt aufgrund des Kennlinienverlaufes der 
Z-Diode
   eine annähernd konstante Spannung ab unter der Voraussetzung und 
damit
   kommen wir zum 2. Punkt -
2. Die Z-Diode als Spannungsquelle
   Der Strom durch die Z-Diode sollte minimum 10mal größer sein als der
   Laststrom. Denn nur dann kann man den Anteil des Spannungsabfalls am
   Vorwiderstand der Z-Diode verursacht durch die Last vernachlässigen.

Gruß Matthias

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

10x Laststrom ist normalerweise viel zu viel. Das kann man machen, wenn 
man die Z-Diode als Ersatz für eine sinnvolle Referenzspannung 
mißbrauchen will.

Als mehr oder weniger gute Stabilisierung gilt, daß bei maximalem 
Laststrom noch Strom durch die Z-Diode fließen muß und zwar soviel, daß 
man laut Datenblatt schon im (halbwegs) geraden Teil der Kennlinie ist.
Bei minimalem Laststrom darf dagegen der Maximalstrom und vor allem die 
maximale Verlustleistung der Z-Diode nicht überschritten werden.

So wurden die Teile benutzt, als 78xx noch ein Fremdwort war. ;)
Die Stabilisierung ist brauchbar, eine Begrenzung gegen zu hohe 
Spannungen ist gegeben, der Nachteil ist, daß der Rest am Vorwiderstand 
verheizt wird.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Nicht_neuer_Hase wrote:

> Dann gibt's auch noch "Z-Dioden", die in Durchlassrichtung betrieben
> werden müssen, z.B. BZX 55 C0V8 ...

Nein, das sind keine Z-Dioden, auch wenn sie BZX heißen.  Es sind
einfache Dioden in Durchlassrichtung, die halt auf den Einsatz als
Spannungsstabilisatoren optimiert worden sind (wie auch immer).

Z-Dioden sind das, was man landläufig Zener-Dioden nennt.  Herr Zener
soll aber wohl selbst darauf hingewiesen haben, dass deren Wirkung
außer auf dem Zenereffekt noch auf anderen physikalischen Effekten
beruht, daraufhin hat man sie Z-Dioden umgenannt.

Autor: juppi (Gast)
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@Tony (Gast)

mein senf dazu

>Normalen Diode Fällt ja eine Spannung ab, wenn diese in
>durchlassrichtung geschalten ist. Wenn sie sperrt fällt kein Strom ab.

auch das ist  stabilisierung (durchlasspannung relativ unabhängig vom 
durchlasstrom)

MfG

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Hallo, @Jörg Wunsch;

"> Dann gibt's auch noch "Z-Dioden", die in Durchlassrichtung betrieben
> werden müssen, z.B. BZX 55 C0V8 ...

Nein, das sind keine Z-Dioden, auch wenn sie BZX heißen.  Es sind
einfache Dioden in Durchlassrichtung, die halt auf den Einsatz als
Spannungsstabilisatoren optimiert worden sind (wie auch immer)."

Tatsächlich, wär kein Mensch drauf gekommen.

Ich dachte schon, das Original-Datenblatt hätte recht ...

Übrigens, ich hatte das Wort "Z-Dioden" in Anführungsstriche gesetzt
( s.o.) ...

Nachdem, was ich mal lernen sollte, bezieht sich der Ausdruck "Z-Diode" 
auf die Form der Kennlinie.

Viele Grüsse

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