Über einer Zenerdiode fällt immer die gleiche Spannung ab.

d.h. Durchbruchsspannug z.B. 10V heist, dass, wenn Die Spannung unter 10V (U_z0) sinkt, fliest KEIN Strom, Ist die Spannung größer 10V, fießt JEDER beliebige Strom durch (und wird in Wärme umgesetzt). Natürlich ist die Verlustleistung begennzt (Beispiel 10W) Maximal zulässiger Strom ist in diesem Fall also 1A (10W/1A).

Bauen wir nun eine Schaltung:

Variable Spannungsquelle (0 bis 20V) (U_q)
Strombegrenzungswiderstand 10 Ohm (R)(Spannung U_r)
Z-Diode (Spannung U_z).

U_q=U_r+U_z (Maschensatz, Kirchhof)

Nun zu den unbelasteten Fällen:

Spannung minimal 0V--> ohne Diskusion U_z=0V
Spannung 5V--> Es fließt kein Strom U_r=0, U_z=5V
Spannung 10V--> Es fließt kein Strom U_r=0, U_z=10V
Spannung 15V--> Es fließt ein Strom, und zwar so, das U_z=10V, also U_r=5V I=0,5A
Spannung 20V--> Es fließt ein Strom, und zwar so, das U_z=10V, also U_r=10V I=1A
(ein U_q>20V überlastet die Diode)

Nun zu den belasteten Fällen:
Bei einer Spannung <= 10V fließt kein Strom durch die Z-Diode, es ist also ein Einfacher Spannugsteiler zwischen R und der Last.

Interrssant ist also der Bereich zwischen 10 und 20V
Bei 15V regelt die Z diode so, das U_z<=10V.

wird ein Lastwiderstand (R_L) von 100 Ohm angeschlossen, folgt ein Strom I_L von 10V/100Ohm=0,1A
Durch die Z-Diode fließen 0,4A, so dass durch R_v 0,5A fließen.

wird ein Lastwiderstand (R_L) von nur 10 Ohm angeschlossen,
ist der Strom SO groß, das U_z < 10V also kein Strom mehr durch die Z-Diode Fließt, Also einfacher Spannungsteiler

U_z=U_r=7,5V
I=0,75A

Diese Schaltung hat die Stabilisierende eigenschaft nur im Bereich des Stromes, der im unbelasteten Fall durch die Z-Diode fließt.
Die Quelle wird also immer mit einem Strom beaufschlagt.

Dieser ist konstant, solange die Last klein ist I_last<=
(U_q-U_z)/R_v
und Zwar I=(U_q-U_z)/R_v
in diesem Bereich ist auch die Ausgangsspannug konstant.

in diesm Fall "verbrät" die Z-Diode den überschüssigen Strom

Bei größern Lastströmen ist es ein Einfacher Spannungsteiler.

Gruß Topf_Gun

P.S. noch Fragen? dann bitte stellen.

àh, ja, da hats noch Fragen:

Wie macht die Zenerdiode dat jetzt? Kapiers ned ganz.
Ok, Spannungsteiler. Ich nehme an, die konstante Spannung kriegt man von den beiden Polen der Zener, oder? Aber wie geth dat jetzt? Wenn mein Strombedarf steigt, was macht dann die Zenerdiode? Wofür ist der Vorwiderstand?

Gruss
Mario

die Kennlinie der Zenerdiode gibt Aufschluß über deren
Verhalten.

alra

Grob gesagt:
Eine ideale Z-Diode hat folgende Eigenschaften:

liegt eine Spannung kleiner U_z an fließt kein Strom.

sobald die Spannung U_z erreicht wird die Z-Diode Leitend, und zwar so, dass über ihr 10V abfallen. Darum brauchst Du auch einen widerstand zur Strombegernzung, sonnst brennt sie durch.

Gruß Topf_Gun

Ja schön, das ist einfach ein Widerstand, der nur bei 10V leitend wird und mit dem man nen Spannungsteiler bastelt?

Cool!

Danke!!

Die 10V sind nur beispielhaft, es gibt natüelich auch andere Z-Dioden.

Gruß Topf_Gun

>Wie macht die Zenerdiode dat jetzt?

Die zelebriert ihren Zenereffekt. Ab der Z-Spannung mobilisiert die steigende E-Feldstaerke in einer Art Lawine immer mehr Elektronen fuer den Leitungsvorgang. Das ist letzlich eine Werkstoffeigenschaft. Kannst Du in der Literatur nachlesen oder an Unis ganz schreckliche Vorlesungen drueber hoeren, die von Leuten gehalten werden, die selten oder nie mit Loetzinn in Kontakt geraten.


>Ich nehme an, die konstante Spannung kriegt man von den beiden Polen der Zener, oder?

Klar.


>Aber wie geth dat jetzt?

Geht _was_?


>Wenn mein Strombedarf steigt, was macht dann die Zenerdiode?

Das, was sie immer macht: Mehr oder weniger Strom fliessen lassen und dabei die Spannung kaum veraendern. Solange Du im steilen Kennlinienbereich bleibst. Unterhalb der Z-Spannung faehrt sie auf einer sehr krummen Kennlinie. Davon geht sie zwar nicht kaputt, aber die Spannung haengt stark vom Strom ab, was nicht Sinn der Erfindung ist.


>Wofür ist der Vorwiderstand?

Der nimmt die ueberschuessige Spannung auf. Schrieb ich aber schon.

_________________
There are more things between 
cathode and anode than are 
dreamt of in your philosophy

Klar... Ok, das haben wir glaub geklärt!
Die Zenerdiode ist also ein Widerstand, der erst ab einem bestimmten Wert leitend wird.
Aufgrund einer Materialeigenschaft, ändert sich die Spannung bei sich änderndem Strom(der durch sich ändernde Eingangsspannung bedingt ist) nur sehr wenig, solange wir uns im steilen Kennlinienbereich bewegen.. Bei kleinen Strömen ändert sich auch die Spannung ein wenig.
Wenn die Spannung schwankt, schwankt auch die Spannung am Vorwiderstand, was wir aber nicht brauchen, denn der Vorwiderstand begrenzt den Strom, damit die Zenerdiode nicth durchbrennt.
Stimm dat so?
Jetzt müssen wir noch den Widerstand im anderen Thread beackern, damit ich auch noch verstehe, wie ein Widerstand die Spannung senken kann.


Dank euch vielmals!!

Gruss
Mario

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 16 Feb 2005 21:18 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Steppenwolf am 16 Feb 2005 21:21 ]

als man dioden entdeckte (ist schon was her ) dachte man das das ohmsche gesetz komplett falsch ist. es stimmt aber auch hier.

wenn du dir ein diagramm machst. y strom /x achse spannung. so wenn du nen ohmschen widerstand einzeichnest dann hast du eine gerade. die vom rechts unten quadrant nach links oben genau durch den 0 punkt geht. dann hast du einen normalen widerstand von bla ohm. einen linearen widerstand.
wenn du also nen 180ohm widerstand einzeichnen möchtest rechnest du aus das z.b. bei 18V am widerstand 0.1A durch ihn fliesst. machst von 0/0 bis 0.1A/18V eine linie(natürlich bei -18V sinds auch -0,1A). so nu kannste ablesen wieviel strom durch den widerstand fliesst wenn du bla volt einstellst. es wird immer stimmen. wenn du bla ampere an dem widerstand einstellst kannste genausogut die spannung ablesen.

bei dioden ist diese linie nicht linear, also ähm keine gerade . in sperrichtung fliesst solange kein strom(also bleibt die linie auf der x achse) bis endlich 10V an ihr abfallen. genau bei 10V geht sie ggaaaaaanz steil nach oben. fürs erste begreifen stell dir vor das sie immer weiter nach oben geht. somit kannste strom einstellen was du willst, du wirst unten an der X achste (spannung) immer 10V haben. wenn du ne spannung von genau 10V einstellst wirste schnell bemerken-> 0,1V über 10 V und du bist in deinem diagramm schon mit dem strom irgendwo aufm schreibtisch. stellst du eine spannung von 0,1V unter 10V ein biste mitm strom wieder auf 0.

als ich das gelernt hab hats wärend des anschauens der dioden kennlinie erst klick gemacht. nach diesem klick wird dir das sehr schnell selbstverständlich vorkommen


hoffe dir auch etwas weitergeholfen zu haben.

MfG MinceR


edit: mit widerstand an sich sind in der praxis immer lineare gemeint. also solltest du sagen -> "eine diode ist ein nicht linearer widerstand der..." sonst gibts ärger vom maischtääh ;)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: MinceR am 16 Feb 2005 22:26 ]

Ja, hab mir in der Badewanne auch nochmals die Kennlinie angeschaut, die ja nur aufgrund der Zenerdiodenmaterialeigenschaft so steil ist...
Wenn ich den Strom durch die Diode stark ändere, ändert sich die abgefallene Spannung nur sehr wenig, da die Linie so steil ist..

Gut, dank euch! Jetzt müssen wir noch den Spannungsteiler verstehen, dann seid ihr mich vorerst los..:)