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Zener-Dioden

29.07.2019

In der Regel werden Zener-Dioden in Sperrrichtung betrieben. Anwendung finden sie bei der Spannungsbegrenzung, beim Überlastschutz und -der häufigste Anwendungsbereich- bei der Spannungsstabilisierung. Zener-Dioden haben eine recht genau definierte Durchbruchsspannung (auch Zener-Spannung bzw. Z-Spannung genannt), diese wird im Datenblatt meist als UBR bzw. UZ oder VZ gekennzeichnet.

Zener-Diode

Typische Zener-Dioden

Bezeichnung VZ
1N47293,6V
1N47303,9V
1N47314,3V
1N47324,7V
1N47345,6V
1N47356,2V
1N47366,8V
1N47377,5V
1N47388,2V
1N474010V
1N474111V
1N474313V
1N474618V

Verwendete Bauteile

Einfaches Voltmeter

Durch die Verwendung von Z-Dioden mit verschiedener Durchbruchsspannung kann man ein simples Voltmeter bauen, welches zwar nicht die anliegende Spannung in einem Display anzeigt, aber über leuchtende LEDs einen bestimmten Spannungsbereich erkennt.

Aufbau und Funktionsweise

Aufbau der Schaltung des Voltmeters mit Z-Dioden

Es werden mehrere (hier vier) verschiedene Zener-Dioden parallel verschaltet, wobei jede von ihnen eine nachfolgede LED mit entsprechendem Vorwiderstand besitzt. Wird nun eine Spannung angelegt, so leuchtet jede LED auf, deren zugehörige Z-Diode durchschaltet und daher kann der anliegende Spannnungsbereich ermittelt werden, z.B. liegen 9,1V an (z.B. durch eine 9V-Block-Batterie), so leuchten in diesem Beispiel die LED1, LED2 und LED3, wobei LED4 dunkel bleibt, da die Z-Diode eine Durchbruchspannung von mind. 10V besitzt.

Einfacher Spannungs-Regler

Die Spannungsstabilisierung mit einer Z-Diode ist eine Konstantspannungsquelle und damit die einfachste Art, eine stabilisierte Gleichspannung zu erzeugen. Aber sie ist nur für Schaltungen mit geringer und einigermaßen konstanter Stromaufnahme geeignet.

Aufbau und Funktionsweise

Aufbau der Schaltung des Spannungsreglers mit einer Zener-Diode

Die Stabilisierungsschaltung ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R1 und einer Z-Diode D1 (hier mit 2,4V Z-Spannung). R1 dient als Vorwiderstand, damit der maximale Sperrstrom der Z-Diode nicht überschritten wird. (Zerstörung der Diode!)
Die Z-Diode liegt parallel zur Last und der Strom durch den Vorwiderstand teilt sich auf Last und die Z-Diode auf.