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Hallo!

Eine normale Diode bricht doch bei einer bestimmten Durchbruchsspannung ein.

Aber was soll das nun mit dem Lawinen- und Zenereffekt? Warum führt man da auf einmal einfach 2 so Effekte ein? Kann man nicht einfach sagen bei normalen Dioden ist die Durchbruchsspannung 50V bis 1000V und bei Z-Dioden einfach unter 50V. PUNKT?

Folgender Satz steht unter Z-Diode im ELKO:
"Die Ladungsträger, die durch den Zener-Effekt frei wurden, werden durch das elektrische Feld sehr stark beschleunigt. Das führt dazu, dass weitere Elektronen aus ihren Kristallbindungen herausgestoßen werden. Die Sperrschicht der Diode wird mit freien Ladungsträgern überschwemmt. Das nennt man Lawineneffekt (Stossionisation).
Bei der Z-Diode überlagert sich der Zener-Effekt und der Lawineneffekt. Dieser Zustand wird als Zenerdurchbruch bezeichnet."

Das heißt für mich, dass immer ein Zenereffekt da ist und dannach gleich der Lawineneffekt kommt. Aber wo tritt nun was auf? Das ist schon sehr verwirrend.

mfg

Kaspersky

Hallo,
irgendwo bei 6,5V und darüber überwiegt der Lawineneffekt. Von dort bis auf etwa 5V herab treten beide Effekte (Zener - und Lawineneffekt) parallel auf, unter 5V ist dann der Zener-Effekt für die Charakteristik einer Z-Diode maßgebend.

Die von Dir als "normale" Diode bezeichnete Diode darf nicht im Durchbruchsbereich betrieben werden, das ist nicht spezifiziert und das wird sie auch nicht abkönnen. Z-Dioden haben ihren Arbeitsbereich jedoch dort, wo er bei Gleichrichterdioden nicht liegen sollte. Somit unterscheiden sich beide Diodentypen eben nicht nur in der Sperrspannung/Durchbruchsspannung.
Grüsse
Hartwig

» Hallo,
» irgendwo bei 6,5V und darüber überwiegt der Lawineneffekt. Von dort bis auf
» etwa 5V herab treten beide Effekte (Zener - und Lawineneffekt) parallel
» auf, unter 5V ist dann der Zener-Effekt für die Charakteristik einer
» Z-Diode maßgebend.
»
» Die von Dir als "normale" Diode bezeichnete Diode darf nicht im
» Durchbruchsbereich betrieben werden, das ist nicht spezifiziert und das
» wird sie auch nicht abkönnen. Z-Dioden haben ihren Arbeitsbereich jedoch
» dort, wo er bei Gleichrichterdioden nicht liegen sollte. Somit
» unterscheiden sich beide Diodentypen eben nicht nur in der
» Sperrspannung/Durchbruchsspannung.
» Grüsse
» Hartwig

Danke!

Eine "normale" Diode hat doch eine Durchbruchsspannung zwischen 50V und 1000V(je nach Typ). Man legt diese Durchbruchsspannung deswegen so hoch an, da diese "normale" Diode bzw. Gleichrichterdiode NICHT im Sperrbetrieb betrieben werden soll. Man sagt halt nur Durchbruchsspannung, also jene Spannung, wo einfach die Sperrzone mit Ladungsträger überflutet wird --> Es fließt ein großer Sperrstrom. - Richtig?
Also eig. wäre das der Lawineneffekt, wie du sagtest ab 6,5V. - Richtig?

Haben also Z-Dioden eine Durchbruchsspannung von unter 5V? Ich dachte man wählt die Z-Diode so, dass Lawine- und Zenereffekt gleichzeitig auftreten?

Was passiert denn, wenn diese 2 Effekte gleichzeitig auftreten?

Hallo,
oft spricht man von "Zenerdioden", obwohl diese nicht auf dem Zener-Effekt beruhen. Deswegen hat man die Bezeichnung "Z-Dioden" eingeführt. Oder mit anderen Worten: Nur Z-Dioden zwischen etwa 1,5 und 5 V beruhen auf dem Zener-Effekt. (unter 1,5V nimmt man oft 1 oder 2 Dioden in Durchlassrichtung!). Zwischen 5V und 6,5V basiert die Arbeitsweise von Z-Dioden sowohl auf dem Zener-Effekt als auch auf dem Lawinen-Effekt. Z-Dioden oberhalb 6,5V beruhen nicht auf dem Zener-Effekt, hier ist für deren Funktion allein der Lawineneffekt von Bedeutung. Es ist allerdings nicht so, das nun entweder der Zener-Effekt oder der Lawineneffekt gezielt eingesetzt werden - vielmehr is es typisch für den pn-Übergang von Dioden, daß je nach Durchbruchspannung beide Effekte auftreten können - eben in Abhängigkeit von der Durchbruchsspannung alleine oder in einen Grenzbereich auch gemeinsam. Beide Effekte haben unterschiedliches (gegensätzliches) Temperaturverhalten. Dies kompensiert sich im Bereich von etwa 6V. Deshalb gelten Z-Dioden mit z.B. 6,2V als besonders temperaturstabil (Referenzdioden). So gesehen hat dies durchaus praktische Bedeutung.
Viele Grüsse
Hartwig

Ah ok danke.

Was beduetet dann ein neg. Tempkoeffizient bei unter 5V Zenerspannung und ein pos. Tempkoeffizient bei über 6V Zenerspannung?

Und bei 5-6V ist die Temp-änderung sehr gering, weil sich Lawinen- und Zenereffekt kompensieren?

Aber warum ist bei Lawineneffekt gerade ein pos. Tempkoeffizient und bei Zenereffekt ein neg.?

Wäre es nicht am besten immer eine Z-Diode mit Zenerspannung(durchbruchspannung) zwischen 5V und 6V zu nehmen, wegen Tempunabhängigkeit?

Es gibt ja hier auch Iz,min und Iz,max. Ist Iz,min der minimal Sperrstrom und Iz,max der Strom bei der zenerspannung? Wie ist das definiert?

» Ah ok danke.
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» Was beduetet dann ein neg. Tempkoeffizient bei unter 5V Zenerspannung und
» ein pos. Tempkoeffizient bei über 6V Zenerspannung?
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» Und bei 5-6V ist die Temp-änderung sehr gering, weil sich Lawinen- und
» Zenereffekt kompensieren?
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» Aber warum ist bei Lawineneffekt gerade ein pos. Tempkoeffizient und bei
» Zenereffekt ein neg.?
»
» Wäre es nicht am besten immer eine Z-Diode mit
» Zenerspannung(durchbruchspannung) zwischen 5V und 6V zu nehmen, wegen
» Tempunabhängigkeit?
»
» Es gibt ja hier auch Iz,min und Iz,max. Ist Iz,min der minimal Sperrstrom
» und Iz,max der Strom bei der zenerspannung? Wie ist das definiert?

Hallo,
das bedeutet, dass die Durchbruchspannung temperaturabhängig
ist. Manchmal ist das erwünscht, oftmals jedoch nicht.
Zunächst schau mal dieses Datenblatt an:
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BZX84_SER.pdf
Die Diagramme 3 bis 7 zeigen die Eigenschaften von Z-Dioden
mit verschiedenen Durchbruchspannungen. Man erkennt,
das bei kleinen Z-Spannungen (Zener-Effekt) der negative Temperaturkoeffizient
der Durchbruchspannung vom Z-Strom abhängt. (Fig.3)
Bei Z-Spannungen über ca. 6V ist der Temperaturkoeffizient
konstant und positiv. (Avalanche-Effekt, Fig.4)
Ausserdem sieht man, dass der Avalanche-Effekt "steiler"
als der Zener-Effekt ist.
Zwischen ca. 5-6V treten beide Effekte überlagert auf.
Man kann also dort eine Z-Spannung mit besonders kleinem
Temperaturkoeffizient erwarten.
Da habe ich vor einiger Zeit mal eigene Messungen durchgeführt.
Eine 6V2 bei einem niedrigen (konstanten) Z-Strom von
ca. 80µA ergibt eine nahezu temperaturunabhängige
Z-Spannung von 6V.
Grüße
Altgeselle

Danke, schon langsam versteh ich es.

D.h., wenn die Zenerspannung > 6V ist, dann wird diese Spannung größer
bei 1K-Temp.-Erhöhung, da es einen pos. Tempkoeffizient gibt?

Und wenn die Zenerspannung < 5V ist, dann wird diese Spannung kleiner
bei 1K-Temp.-Erhöhung, da es einen neg. Tempkoeffizient gibt?

Und zwischen 5V und 6V ist die Tempänderung SEHR gering, richtig?

Habe ich das so richtig verstanden?


Aber was bringt uns das ganze zur Spannungsstabilisierung? Hier ein Bild dazu:


Wie wählt man da nun Iz,max und Iz,min? Soll Iz,max jener Sperrstrom bzw. Zenerstrom sein, der erreicht werden darf bevor das Bauteil zerstört wird? Liegt Iz,max bei der Durchbruchsspannung bzw. Zenerspannung Uz? Wie weiß man denn wann die Diode zerstört wird. Durch austesten bzw. im Datenblatt stehts ? :D

Was ist dann Iz,min? Wie definiert man das? Für was brauche ich das?
Außerdem verstehe ich das Funktionsprinzip der Z-diode nicht, warum schaltet man die in SPERRRICHTUNG paralell zur Last? Was bewirkt das GENAU?
Ja, ich hab mir hier im ELKO den Beitrag zur Z-Dioden-Stabilisierung durchgelesen, doch es ist für mich nicht ausreichend erklärt irgendwie. Ich werde daraus nicht wirklich schau. Vllt kannst du/ihr mir das erklären bitte!

Hallo,

» Danke, schon langsam versteh ich es.
»
» D.h., wenn die Zenerspannung > 6V ist, dann wird diese Spannung größer
» bei 1K-Temp.-Erhöhung, da es einen pos. Tempkoeffizient gibt?
»
» Und wenn die Zenerspannung < 5V ist, dann wird diese Spannung kleiner
» bei 1K-Temp.-Erhöhung, da es einen neg. Tempkoeffizient gibt?
»
» Und zwischen 5V und 6V ist die Tempänderung SEHR gering, richtig?
»
» Habe ich das so richtig verstanden?

Ja, genau das hat der Altgeselle ja gesagt....

»
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» Aber was bringt uns das ganze zur Spannungsstabilisierung? Hier ein Bild
» dazu:
»
»
» Wie wählt man da nun Iz,max und Iz,min? Soll Iz,max jener Sperrstrom bzw.
» Zenerstrom sein, der erreicht werden darf bevor das Bauteil zerstört wird?

Stichwort "Parallelregler"! Der Spannungsregler - die Diode also - liegt parallel zur Last. Der Strom durch den Vorwiderstand teilt sich auf Last und die Z-Diode auf. Würde jetzt z.B. die Last ihren Widerstand vergrößern, würde ohne die Z-Diode die Spannung an der Last steigen. Die Z-Diode begrenzt jedoch die Spannung an der Last - das geht nur, indem sie mehr Strom "zieht".
Die Z-Diode setzt somit die von der Last nicht benötigte Leistung in Wärme um. Nehmen wir an, die Z-Diode verkraftet 300mW und hat eine Z-Spannung von 6V, dann dürfen max. 50mA durch die Z-Diode fließen. Das gilt für den Fall der geringsten Last bei der gegebenen Schaltung.
So erhält man Imax. Imin ist dann wichtig, wenn die minimale noch stabilisierte Spannung definiert sein muß (ab da fällt die Spannung linear ab, da die Diode nicht mehr leitet). Und ja, die Grenzwerte sind dem Datenblatt zu entnehmen.
» Liegt Iz,max bei der Durchbruchsspannung bzw. Zenerspannung Uz? Wie weiß
» man denn wann die Diode zerstört wird. Durch austesten bzw. im Datenblatt
» stehts ? :D

Eine Z-Diode ist für eine maximale Leistung dimensioniert. Wird diese überschritten, ist es aus .
Dabei ist allerdings die Kühlung (Konvektion und Wärmeableitung über die Anschlussdrähte) zu berücksichtigen. Bei Erwärmung ist die Belastung zu reduzieren - dies ist ebenfalls dem Datenblatt zu entnehmen. Das was unter Grenzwerte / absolut maximal ratings bezeichnet ist, darf grundsätzlich nicht überschritten werden.
»
» Was ist dann Iz,min? Wie definiert man das? Für was brauche ich das?
sie oben,
» Außerdem verstehe ich das Funktionsprinzip der Z-diode nicht, warum
» schaltet man die in SPERRRICHTUNG paralell zur Last? Was bewirkt das GENAU?

siehe oben . der Durchbruch erfolgt ja grundsätzlich in Sperrichtung! in Durchlassrichtung hat auch eine Z-Diode eine Schwellspannung von 0,7V (etwa) Eine Z-diode in Durchlassrichtung zu betreiben wäre wenig sinnvoll....
»
» Ja, ich hab mir hier im ELKO den Beitrag zur Z-Dioden-Stabilisierung
» durchgelesen, doch es ist für mich nicht ausreichend erklärt irgendwie. Ich
» werde daraus nicht wirklich schau. Vllt kannst du/ihr mir das erklären
» bitte!

das war mal ein Versuch....
Grüsse
Hartwig

» Was ist dann Iz,min? Wie definiert man das? Für was brauche ich das?
» Außerdem verstehe ich das Funktionsprinzip der Z-diode nicht, warum
» schaltet man die in SPERRRICHTUNG paralell zur Last? Was bewirkt das GENAU?
»
Bist du dir sicher, dass du die richtige Studienrichtung gewählt hast?

» » Was ist dann Iz,min? Wie definiert man das? Für was brauche ich das?
» » Außerdem verstehe ich das Funktionsprinzip der Z-diode nicht, warum
» » schaltet man die in SPERRRICHTUNG paralell zur Last? Was bewirkt das
» GENAU?
» »
» Bist du dir sicher, dass du die richtige Studienrichtung gewählt
» hast?

Das ist sicherlich eine Inclusions-Schule bzw. Inclusions-Fachschule.
Da hat selbst der Inclusionshelfer (Inclusionsasssistent) versagt.

Selbst Patrick Schnabel hat hier auch schon sein Bestes getan.

Danke!!

Also, nochmals zum Mitschreiben:
Wäre die Diode nicht da, dann würde wegen Temperaturschwankungen, die Spannung am Lastwiderstand(Statt dem Widerstand ist natürlich im Realfall eine Schaltung da, oder was auch immer) schwanken, was man nicht will.

Wenn man nun eine Z-Diode parallel vom Lastwiderstand schaltet, dann liegt dauerhaft die Zenerspannung am Lastwiderstand an(Stichwort: Parallelschaltung).

Wenn sich nun aufgrund der Laststrom ändern, dann fließt jetzt durch die Z-diode mehr oder weniger Strom(abhängig, ob Laststrom größer oder kleiner wird), aber das stört doch keinen solange der Strom zwischen nur in einem bestimmten Bereich(Izmin bis Izmax) variiert, denn die Zenerspannung wird sich nie großartig ändern, auch bei großer Stromänderung, denn das ist der Trick dabei.

Richtig erklärt?

Fragen nochmals dazu:
1. Aus welchen Gründen ändert sich denn der Laststrom? Temp.schwankungen, toleranz und was noch?
2. Izmin ist doch jener Strom, denn die Z-Diode braucht, um 10V halten zu können. - Richtig?
2.1 Mit Izmin und Izmax definiert man sozusagen einen Bereich, wo sich der Strom Iz bewegen darf, um 1. die diode nicht zu zerstören und um 2. die Stabilisierung aufrecht zu halten. - Richtig?


» Die Z-Diode
» begrenzt jedoch die Spannung an der Last - das geht nur, indem sie mehr
» Strom "zieht".
Dieser Satz bedeutet für mich folgendes: Die Zenerspannung kann nur am Lastwiderstand anliegen, wenn Iz größer als der Lastwiderstand ist.

Das verstehe ich jetzt wieder nicht. Kannst du mir das genauer erklären, was du damit sagen wolltest?

Allgemeine Frage: Ich bin als Kaspersky angemeldet, jedoch schreibe ich mit dem namen "beginner" das Posting, warum?

Ja, "Beginner" ist mein Benutzername als Gast, oder erkennt das System wirklich die Beziehung zwischen Beginner und Kaspersky?

» Wäre die Diode nicht da, dann würde wegen Temperaturschwankungen, die
» Spannung am Lastwiderstand
Nein. Hauptsächlich bei schwankungen der Eingangsspannung und der Variation des Lastwiderstandes.

» (Statt dem Widerstand ist natürlich im Realfall
» eine Schaltung da, oder was auch immer) schwanken, was man nicht will.
Eben, es hängt eine Schaltung dran, und die nemen selten einen konstanten Strom auf.

» Wenn man nun eine Z-Diode parallel vom Lastwiderstand schaltet, dann liegt
» dauerhaft die Zenerspannung am Lastwiderstand an(Stichwort:
» Parallelschaltung).
Ja, zum x-ten mal...

» Wenn sich nun aufgrund der Laststrom ändern, dann fließt jetzt durch die
» Z-diode mehr oder weniger Strom(abhängig, ob Laststrom größer oder kleiner
» wird), aber das stört doch keinen solange der Strom zwischen nur in einem
» bestimmten Bereich(Izmin bis Izmax) variiert, denn die Zenerspannung wird
» sich nie großartig ändern, auch bei großer Stromänderung, denn das ist der
» Trick dabei.
Dito.


» Fragen nochmals dazu:
» 1. Aus welchen Gründen ändert sich denn der Laststrom? Temp.schwankungen,
» toleranz und was noch?
Wie gesagt, du stabilisierst ja die Spannung, um verschiedene Lasten mit der gleichen Spannung zu versorgen...

» 2. Izmin ist doch jener Strom, denn die Z-Diode braucht, um 10V halten zu
» können. - Richtig?
Ja
» 2.1 Mit Izmin und Izmax definiert man sozusagen einen Bereich, wo sich der
» Strom Iz bewegen darf, um 1. die diode nicht zu zerstören und um 2. die
» Stabilisierung aufrecht zu halten. - Richtig?
Ja.
»
» » Die Z-Diode
» » begrenzt jedoch die Spannung an der Last - das geht nur, indem sie mehr
» » Strom "zieht".
» Dieser Satz bedeutet für mich folgendes: Die Zenerspannung kann nur am
» Lastwiderstand anliegen, wenn Iz größer als der Lastwiderstand ist.
Ein Strom kann nicht größer als ein Widerstand sein.
Wohl muss aber der Z-Strom größer als der Laststrom sein.

» Wohl muss aber der Z-Strom größer als der Laststrom sein.
Sorry, ich meinte natürlich nicht "Lastwiderstand" sondern der Strom DUCH den Lastwiderstand.

Aber ich verstehe nicht. Warum muss I_z > I_l sein?

» » Wohl muss aber der Z-Strom größer als der Laststrom sein.
» Sorry, ich meinte natürlich nicht "Lastwiderstand" sondern der Strom DUCH
» den Lastwiderstand.
»
» Aber ich verstehe nicht. Warum muss I_z > I_l sein?

Naja gut, wenn die Diode durchbricht ist ja der ideale Widerstand von ihr = 0Ohm(der reale Widerstand wird halt schon bisschen höher sein) und somit 100% kleiner wie der Lastwiderstand.

--> Je kleiner der Widerstand destoe größer der Strom.

Ist das die Erklärung? Oder kommt euch da noch was anderes in den Sinn?

» » » Wohl muss aber der Z-Strom größer als der Laststrom sein.
» » Sorry, ich meinte natürlich nicht "Lastwiderstand" sondern der Strom
» DUCH
» » den Lastwiderstand.
» »
» » Aber ich verstehe nicht. Warum muss I_z > I_l sein?
»
» Naja gut, wenn die Diode durchbricht ist ja der ideale Widerstand von ihr =
» 0Ohm(der reale Widerstand wird halt schon bisschen höher sein) und somit
» 100% kleiner wie der Lastwiderstand.
»
» --> Je kleiner der Widerstand destoe größer der Strom.
»
» Ist das die Erklärung? Oder kommt euch da noch was anderes in den Sinn?


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Schau einer an....

Tust du jetzt zwei Foren gegenchecken?

http://www.mikrocontroller.net/topic/335284#new

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/board_entry.php?id=207028&page=0&category=all&order=last_answer&descasc=DESC

Sag das doch gleich bitte, dann kennen wir uns aus..
""... drück ENTER!; !!Feigling!...""

Beste Grüße
Gerald
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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"