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Zenerdiode wie sie funktionieren

Zenerdioden sind eine spezielle Art von Halbleiterdioden - Bauelemente, bei denen der Strom nur in eine Richtung fließen kann -, bei denen der Strom auch in die entgegengesetzte Richtung fließen kann, jedoch nur, wenn sie einer ausreichenden Spannung ausgesetzt sind. Dioden werden normalerweise in zylindrischen Glas- oder Kunststoffgehäusen geliefert, die auf einer Seite mit einem Streifen gekennzeichnet sind, um die Polarität anzuzeigen.

In einer vollkommen idealen Diode fließt der Strom nur in einer Richtung von der positiven Seite der Anode zur negativen Seite der Kathode, die mit dem Streifen markiert ist. Das schematische Symbol ist ein Dreieck, das in Richtung eines Balkens zeigt, in dem der Strom in die gleiche Richtung fließt, in Richtung des gestreiften gestreiften Endes. Oberflächenmontierte Versionen von Dioden folgen in der Regel der gleichen Kennzeichnungskonvention, bei der das Kathodenende mit einem breiten Streifen markiert ist. Wenn wir eine Diode in einer einfachen Schaltung mit einer variablen Spannungsquelle und einem Strombegrenzungswiderstand anschließen, können wir den Strom I durch die Diode messen, wenn eine gegebene Spannung V an diese angelegt wird.

Bei einer idealen Diode fließt überhaupt kein Strom, wenn die Spannung kleiner als Null ist: Die fließende Strommenge ist mit zunehmender Spannung tatsächlich exponentiell. Die Schwelle, bei der eine nennenswerte Menge an Strom fließt, liegt typischerweise bei 0. Natürlich ist keine Diode wirklich ideal. In realen Dioden kann, wenn die Spannung umgekehrt wird, eine sehr kleine Menge an Stromverlust fließen. Und noch wichtiger ist, dass jede Diode für eine bestimmte maximale Sperrspannung ausgelegt ist.

Für eine reguläre Diode würden wir sagen, dass die Diode ausgefallen ist, wenn sie beginnt, Strom in diese Richtung zu leiten. Die tatsächliche Physik dessen, was beim Zusammenbruch passiert, ist ziemlich interessant; Zwei separate Effekte, der Zener-Effekt und der Lawinenabbau, tragen beide zu diesem Verhalten bei.

Das schematische Symbol für eine Zenerdiode ist oben dargestellt - es ist dem einer regulären Diode sehr ähnlich, jedoch mit gebogenen Kanten auf dem Balken. Der Zener leitet weiterhin Strom in Vorwärtsrichtung wie jede andere Diode, aber auch in Rückwärtsrichtung, wenn die angelegte Spannung umgekehrt und größer als die Zener-Durchbruchspannung ist. Eine typische Anwendung könnte wie folgt sein: Eine 10-V-Zenerdiode vom Typ 1N4740 ist mit einem Widerstand und einer festen 12-V-Stromversorgung in Reihe geschaltet.

Der Widerstandswert wird so gewählt, dass mehrere mA durch ihn und durch den Zener fließen und ihn in seinem Durchbruchbereich halten. In der obigen Schaltung liegen 10 V an der Zenerdiode und 2 V am Widerstand an. Bei 2 V an einem 400-Ohm-Widerstand beträgt der Strom durch diesen Widerstand und die Diode in Reihe 5 mA. Die Festspannungseigenschaft von Zenerdioden macht sie als schnelle Spannungsreferenzen äußerst praktisch.

Die Grundschaltung sieht folgendermaßen aus: Es sind einige Anforderungen zu berücksichtigen. Erstens muss die Eingangsspannung höher sein als die Zenerspannung. Zweitens muss der Widerstandswert so gewählt werden, dass immer Strom durch den Zener fließt. Einige Einschränkungen: Dies ist nicht unbedingt eine gute Stromversorgung für alle Zwecke - der Widerstand begrenzt, wie viel Strom entnommen werden kann. Es ist auch nicht unbedingt eine Präzisionsspannungsreferenz; Die Spannung hängt von der aufgenommenen Strommenge ab.

Das heißt, damit die Spannung konstant bleibt, muss die von dieser Referenzspannung angetriebene Last konsistent sein. Die Spannung hängt auch von der Temperatur ab. Zenere im Bereich von 5 bis 6 V weisen die beste Temperaturstabilität auf, und es gibt hochpräzise Zenerdioden wie die LM399, die über einen eigenen temperaturstabilisierten Ofen verfügen, um die Diodentemperatur so konstant wie möglich zu halten.

Wenn Sie diese Idee etwas weiter verfolgen, können Sie tatsächlich eine vollständige Multi-Rail-Stromversorgung mit nichts Exotischerem als einem Satz Zenerdioden bauen, um alle erforderlichen Spannungen zu erzeugen, vorausgesetzt, die aktuellen Anforderungen an die verschiedenen Versorgungsspannungen sind gering.

Die obige Schaltung ist Teil eines funktionierenden Laborinstruments. Ein variierendes analoges Signal kann mit einer einzelnen Zenerdiode auf einen ziemlich engen Spannungsbereich beschränkt werden. Wenn Sie das Signal so einschränken möchten, dass es niemals negativ wird - e. Dann würde der Ausgangssignalbereich auf den Bereich von 0 beschränkt. Ein weiterer guter Trick besteht darin, zwei entgegengesetzt ausgerichtete Zenerdioden in Reihe zu verwenden. Dies kann beispielsweise eine symmetrische Grenze für die Auslenkung eines Signals vom Boden liefern. Dies ist auch eine übliche Konfiguration für die Verwendung von Zenerdioden als transiente Unterdrücker.

Wir haben einen TL750L05, einen Linearregler mit 5-V-Ausgang, der einen Ausgang von bis zu 150 mA liefern kann und dessen Last variabel ist.

Wir müssen es von einer 36-V-Quelle betreiben. Leider beträgt die maximale Eingangsspannung des TL750L05 26 V. Unsere Ausgangslast kann bis zu 125 mA und bis zu 10 mA betragen. Welcher Wert Widerstand wird für uns arbeiten? Angenommen, wir nehmen eine Last von 125 mA an. Um für die 10-mA-Last sicher zu sein, sollten wir einen Widerstand wählen, der mindestens 11 V für einen 25-V-Eingang zum Regler abfällt. Es ist klar, dass Sie keinen Widerstandswert auswählen können, der sowohl für Fälle mit niedrigem als auch mit hohem Strom tatsächlich funktioniert.

Dann beträgt der Ausgang an der Anode des Zener nur 16 V und liegt damit im sicheren Eingangsbereich des Reglers. Bei 20 V und. Hier ist ein Suchlink, um andere auf unserer Website zu finden. Unterhalb von etwa 6 V haben Zenerdioden ein sehr "faules" Knie. Das heißt, sie haben keinen abrupten Zusammenbruch. Also, eine 4. Dies kann in batteriebetriebenen Schaltkreisen etwas zu viel sein, wenn der Zener für OVP verwendet wird. Ein NPN-Transistor mit kleinem Signal, wie z. B. ein 2N3904, hat normalerweise 7. Praktisch, wenn Sie keine Zener auf Lager haben.

Bitte erkläre…. Ich vermute, dass der Zener tatsächlich die 20 der 36 Volt verbraucht und die restlichen 12? Ich dachte, dass bei 20 Volt die volle Spannung vorwärts eingeschaltet werden würde. Die Eingangsspannung beträgt feste 36 V, und da die Zenerdiode immer um 20 V abfällt, beträgt der Eingang zum Regler 16 V. Unter bestimmten Bedingungen mit niedrigem Rückstrom weisen einige dieser Dinge einen negativen Widerstand auf und können tatsächlich eine Relaxation bilden Oszillator in der richtigen Schaltungskonfiguration.

Zener-Spannungsreferenzen Die Festspannungseigenschaft von Zener-Dioden macht sie als schnelle Spannungsreferenzen äußerst praktisch. Die Grundschaltung sieht folgendermaßen aus: Spannungsklemmen: Begrenzungssignale mit Zenerdioden Ein variierendes analoges Signal kann mit einer einzelnen Zenerdiode auf einen relativ engen Spannungsbereich beschränkt werden. Spannungsübersetzung: Setzen Sie ein Lesezeichen für den Permalink. Oskay drwho bei evilmadscientist.

Sehr cool! Gibt es einen Plan, mehr davon zu tun? Okay, ich habe es verpasst. Würdest du so freundlich sein, darauf hinzuweisen? Oder einen Hinweis geben? Ein weiterer Punkt, aus den Lehren, die aus der Hard-Way-Datei gezogen wurden… Unterhalb von 6 V haben Zenerdioden ein sehr "faules" Knie. Der Sprecher. PDF Dave.

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