Differentialwiderstand für einen Zener

Wie Mike sagt, 1 mA ist nicht wirklich viel für einen Zener. Für Niederspannungs-Zenerdioden wird die Zenerspannung oft bei Strömen von bis zu 50 mA angegeben. Die folgende Grafik stammt aus dem Datenblatt einer anderen Diode, der MMSZ5225BT1G :

Beachte das bei$V_Z$die Kurve ist noch nicht sehr steil, die Ableitung$\dfrac{dI}{dV}$niedrig ist, was bedeutet, dass eine kleine Stromänderung (Y) zu einer relativ großen Spannungsänderung (X) führt. Bei dieser Diode ist die Zenerspannung mit 20mA angegeben, da ist die Kurve deutlich steiler (größer$\dfrac{dI}{dV}$), und der Widerstand bei diesem Strom beträgt "nur" 29$\Omega$. Das bedeutet, dass eine Differenz von 1 mA zu einer Spannungsänderung von 29 mV führt. Das sind 1% der Nennspannung, und deshalb habe ich das "nur" in Anführungszeichen gesetzt. Es ist ein typischer Wert und zeigt die Grenzen einer Zenerdiode: Sie müssen den Strom unter Kontrolle halten, um eine gute Regelung zu haben.

Ich habe mehrere Niedrigstrom-Zener gesehen, die auf 50 spezifiziert sind$\mu$A, aber keiner von ihnen zeigt im Datenblatt etwas über den Differenzwiderstand. Vielleicht nicht wirklich überraschend, denn die Zahlen würden wahrscheinlich sehr schlecht aussehen.

Super-Zener:

Diese Reaktion entspricht dem TL431-Shunt-Regler, da es sich effektiv um einen programmierbaren Super-Zener handelt, der sehr wenig mehr kosten kann als eine Standard-Zener-Diode und normalerweise in fast jeder Hinsicht weit überlegene elektrische Spezifikationen aufweist. Jeder, der sich mit elektronischem Design und Konstruktion beschäftigt, sollte den TL431 kennen.

Es sind viele andere Shunt-Regler erhältlich, und viele haben bessere Spezifikationen, aber ihre sehr weit verbreitete Verwendung und die niedrigen Kosten haben zu einer noch breiteren Verwendung und noch niedrigeren Kosten geführt, und sie bieten jetzt ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis und bieten in vielen Fällen eine unübertroffene Leistung eine Zenerdiode zu geringen oder keinen Gesamtkosten mehr.

Zwei Widerstände programmieren es von 2,5 V bis 36 V (1,25 bis 18 oder 36 V in Niederspannungsversionen). Kommt in die Regelung mit etwa 0,5 bis 1 mA und ist danach im Vergleich zu einem Standard-Zener nahezu felsenfest (nicht so gut wie ein guter Stein). Standardregler) Typischerweise 0,5 Ohm dynamische Impedanz über den gesamten Betriebsbereich im Vergleich zu ~ 300 Ohm, die in der ursprünglichen Frage angegeben wurden.

Der TL431 ist wahrscheinlich DER billigste IC der Welt. Etwa 0,02 US-Dollar Produktionsvolumen in China. Die übertrieben Enthusiasten können daraus einen Schaltregler (niedrige Geschwindigkeit), einen Verstärker (wirklich) und mehr bauen.

TL431 Datenblatt hier und für die aktualisierte Version TL431LI

Siehe Seiten 28-31 im obigen Datenblatt für eine Reihe von Anwendungen. Grundschaltung.

Dynamische Impedanz 0,2 / 0,5 Ohm typisch/max. 1 mA bis 100 mA bei 1 kHz.

Kann Teile mit Toleranzen von 2 %, 1 %, 0,5 % aufnehmen.
14/34 mV typ./max. Referenzabweichung über Temperatur bei 10 mA.
In Regelung von 0,5 ~ 1 mA bis max.
(@ >= 100 uA für Niederspannungsversion.)

Programmierbar mit zwei Widerständen 2,5V - 36V.
Oder 1,25 V - 18 V Niederspannungsversion (1,25-36 Zetex und einige andere).

2 oder 3 US-Cent in moderaten Produktionsmengen.

Der SOT89-Teil hat 9 C/W Rth_jc und 52 C/W Rth_ja.
100 mA Nennwert, also beispielsweise 5 V und maximaler Strom = 500 mW Temperaturanstieg von SOT89 in freier Luft, kein Kühlkörper = 26 ° C.

Vergleichen Sie die folgenden Grafiken mit denen für einen Standard-Zener (!):

Der Differentialwiderstand beträgt dV/dI bei dem angegebenen Strom. Ja, 325$\Omega$hoch ist, aber dann ist 1 mA ein niedriger Betriebsstrom für einen Niederspannungs-Zener. Der differentielle Widerstand fällt auf 80$\Omega$bei 5 mA, so dass Sie eher weniger als einen Anstieg von 325 mV erwarten würden, wenn Sie den Strom von 1 mA auf 2 mA erhöhen.

Die Betriebsspannung und der Temperaturkoeffizient sind mit 5 mA gekennzeichnet, was ein realistischerer Betriebsstrom ist.