von Olaf Stieleke
Eine Z-Diode (Z steht für Zener, benannt nach dem Menschen, der dieses
Verhalten
entdeckt hat) ist im wesentlichen eine ganz normale Diode. Alles dort gesagte
gilt auch
hier.
Der Unterschied liegt im Verhalten in Sperrichtung. Während Dioden unabhängig
von der
angelegten Spannung stets sperren (okay, 5 kV schaffen die auch nicht mehr...),
haben
Z-Dioden die Eigenschaft, bei Überschreiten einer spezifischen Spannung
urplötzlich
leitend zu werden (Durchbruchsspannung, Zenerspannung). Ihr Widerstand ist dann
praktisch
null.
Dank dieses Verhaltens eignen sich Z-Dioden ausgezeichnet zur Stabilisierung
und Begrenzung
von Spannungen:
Die im Bild eingezeichnete z-Diode hat beispielsweise 5,1V. Solange nun U1
unterhalb dieser
Spannung von 5,1V bleibt, fließt der Strom durch R1, als wäre die
Diode gar nicht vorhanden.
A n U2 messen wir eine Spannung, die ebenso hoch wie U1 ist.
Steigt U1 über 5,1V, bricht die Z-Diode durch und es fließt ein
Strom über R1 UND D1.
Das Geheimnis ist, das an U2 partout nicht mehr als die 5,1V zu messen sind,
egal, wie hoch
U1 nun tatsächlich ist.
Wie wir wissen, hat eine "durchgebrochene" Z-Diode praktisch keinen
Widerstand, deshalb
ist R1 auch unbedingt erforderlich, denn er begrenzt den maximalen Strom durch
die Z-Diode.
Bedauerlicherweise begrenzt er auch den maximalen Strom für die dahinterliegende
Schaltung,
aber man kann nicht alles haben :-)
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