3,3-V-Zenerdiode als Klemme funktioniert nicht

Ich habe versucht, eine Zenerdiode zu verwenden und kann sie nicht wie erwartet zum Laufen bringen. Ich habe Foren durchsucht und YouTube-Videos ohne Erfolg angesehen, also hoffe ich, dass mir jemand das erklären kann

Ich möchte ein Partikelelektron verwenden, um eine 12-V-Versorgung zu messen, das Elektron akzeptiert 0-3,3 V, also verwende ich einen Spannungsentscheider, der gut funktioniert. Ich möchte eine Zenerdiode als Überspannungsschutz verwenden, um ihn auf 3,3 V zu klemmen

Ich habe mehrere Packungen Zenerdioden gekauft (dachte, die erste könnte fehlerhaft/falsch sein), verwende aber derzeit:

https://www.jaycar.com.au/3-3v-1n4728-1-watt-zener-diode/p/ZR1398

Ich versuche, die Diode mit dem folgenden Tutorial auf YouTube zu testen: https://www.youtube.com/watch?v=WdDFI1IRQds

Ich habe eine 5,1-V-Versorgung (gemessen bei 4,98 V mit einem Multimeter), einen 1-K-Ohm-Widerstand und die Diode. Wenn ich die Spannung messe, erhalte ich 2,15 V. Ich habe erwartet, dass dies 3,3 V ist (als Zenerspannung der Diode).

Kann mir bitte jemand erklären, warum es 2,15 V sind? Ich habe ein Foto der Schaltung angehängt. Danke für die Verständnishilfe.

Zenerdiodenschaltung

Aktualisiertes Diagramm nach Änderung des Widerstands basierend auf Feedback.

Diagramm

Zeichne einen Schaltplan! Messen Sie auch Ihre Eingangsspannung mit diesem Multimeter. Ich traue diesem Modul mit sieben Segmenten nicht.
Obwohl Sie einen 3,3-V-Zener haben, werden die 3,3 V mit dem im Datenblatt als "Zener-Teststrom" bezeichneten Wert angegeben. Für Ihren Teil sind dies 76mA. Ihre Schaltung lässt nur 2,85 mA durch den Zener fließen, sodass die von Ihnen gemessene Spannung viel weniger als 3,3 V beträgt. Vielleicht ist es besser, einen Zener mit niedrigerer Wattzahl zu verwenden, der einen Teststrom von 5 mA oder 10 mA hat. Probieren Sie einen BZX84C3V3 aus, der 3,3 V bei 5 mA liefert.
Alternativ können Sie mit der bereits vorhandenen Zenerdiode einen 22-Ohm-Widerstand verwenden. Dadurch können etwa 80 mA durch den Zener fließen, was 3,3 V darüber ergeben sollte. Beachten Sie, dass der 22-Ohm-Widerstand etwas heiß werden kann.
Aus Gründen der Genauigkeit würde ich keine Zenerklemme verwenden, sondern eine Diode an Vcc (oder eine Diode an einen vorgespannten Zener).
Ihre Diode wird nach hinten gezogen. Du zeigst es vorwärtsgerichtet. Wenn Sie es tatsächlich so angeschlossen haben, funktioniert Ihre Schaltung nicht so, wie Sie es erwarten.
@Edward Jones: Übrigens: Der Schaltplan zeigt nicht, was Sie in Wirklichkeit haben. Der Zener ist im Schaltplan umgekehrt (falsch). Die reale Schaltung ist in Ordnung.
@Kyle Es ist falsch gezeichnet, aber das ist nicht der Grund, warum er 2,56 V liest.

Antworten (2)

Kann mir bitte jemand erklären, warum es 2,15 V sind?

Wenn Sie sich das Datenblatt für den 1N4728 ansehen, sehen Sie Folgendes: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe die roten Bits hinzugefügt, dh ich habe die externe Zenerspannung von 3,3 Volt genommen und davon den internen Spannungsabfall aufgrund der Impedanz bei dem angegebenen Teststrom abgezogen. Sie können sofort sehen, dass eine realistischere Zahl für die Zenerspannung bei niedrigen Strömen eher bei 2,5 Volt liegt. Sehen Sie sich diese Kurve an, um zu sehen, wie schlecht der 1N4728 bei niedrigen Strömen im Vergleich zu Versionen mit höheren Spannungen ist: -

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Bei 10 mA deutet das Diagramm darauf hin, dass die Zenerklemmenspannung möglicherweise nur 2 Volt beträgt und bei einem Strom von etwa 50 mA auf über 3 Volt ansteigt. Vergleichen Sie dies mit dem 1N4744 (15-Volt-Zener) und Sie können sehen, dass es von 10 mA bis fast 60 mA bei oder etwa 15 Volt bleibt.

Wenn Sie eine bessere Lösung für nicht hohe Leistungen suchen, können Sie die präzise programmierbare Shunt-Spannungsreferenz TL431 in Betracht ziehen: -

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Vielen Dank für Ihre umfassende Antwort, es fängt jetzt an, Sinn zu machen.
Was ich nicht verstehe, ist, warum die Zenerdiode immer noch unter 3,3 V wirkt, wenn ich den Widerstand ändere, um den Strom mit dem von Ihnen gelieferten Diagramm in Einklang zu bringen. Beispiel. Wenn ich den Widerstand auf 47 Ohm ändere und die Spannung auf 3,0 V einstelle (mit Multimeter überprüft), messe ich den Strom als 60 mA. Laut Diagramm sollte es eine Zenerspannung von etwa 3 V haben, aber wenn ich die Diode einführe, sinkt die Spannung auf 2,56 V. Liegt das nur daran, dass ich eine Diode von geringer Qualität habe oder fehlt mir etwas?
Ich habe ein Diagramm hinzugefügt, um zu zeigen, wie ich es teste
Sie haben die LED in Ihrem Diagramm von hinten nach vorne verdrahtet. Angenommen, dies ist nur ein Diagrammfehler, habe ich meine Zweifel an dem Anbieter namens Jaycar. Sie könnten minderwertigen Ausschuss von einem guten Lieferanten kaufen und ihn als richtige Einheiten versenden.

Niederspannungs-Zener haben schreckliche Knieeigenschaften. In Ihrem Beispiel würden Sie 3,3 V näher kommen, wenn Ihr Widerstand beispielsweise 100 Ohm betragen würde. In den guten alten schlechten alten Tagen (1960er) sagten die alten Techniker, dass Sie etwa 20% der Nennleistung benötigen, um durch den Zener zu fließen. Dies würde bedeuten, dass ein 3,3-V-1-Watt-Zener ungefähr 66 mA benötigen würde. Neue Niederspannungs-Zener scheinen nicht besser zu sein. Sie können LEDs als Zener ausprobieren, aber sie sind nicht viel besser. Heutzutage sind auf Bandlücken basierende Geräte billig und bieten eine viel bessere Leistung.

3,3-V-Zenerdiode als Klemme funktioniert nicht
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