Interessieren sich Dioden für Strom? oder nur Spannung?

Ich habe eine Diode, speziell eine Zenerdiode, und ich schließe sie in der folgenden Konfiguration an:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Damit wirkt es als Spannungsbegrenzer. Meine Frage ist, interessiere ich mich bei diesem Vorgang überhaupt für den Strom in der Diode? Oder interessiere ich mich nur für V_f und V_z der Diode? Wenn der Durchlassstrom der Diode beispielsweise 1 mA beträgt und ich ihr nur 0,01 mA gebe, schaltet sie sich dann immer noch ein und leitet? oder wird die Schaltung aufhören, als Clipper zu fungieren und einfach alle Spannungen weiterleiten?

Ich erinnere mich an einige 5-Volt-Zener von TRW mit erstaunlich abrupten Knien. Suchen Sie sich einen Kurvenschreiber und untersuchen Sie Zener.

Antworten (1)

Ja, es ist wichtig. Unabhängig davon, wie wir an Dioden denken, hängt die Spannung darüber vom Strom ab, der durch sie fließt.

Dioden sind eigentlich nichtlineare Widerstände. Wie viel Widerstand sie darstellen, hängt von der Spannung an ihnen ab. Aber wie bei einem Widerstand hängt die anliegende Spannung davon ab, wie viel Strom Sie durch ihn speisen. (V=IR)

Die Leitfähigkeit (1/R) einer Diode wird mit der unten gezeigten nichtlinearen Kurve dargestellt. Die Zeneraktion befindet sich auf der linken Seite des Diagramms.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die auf dem Datenblatt angegebene Zenerspannung gilt für einen bestimmten Strom. Weniger Strom = weniger Spannung, mehr Strom = mehr Spannung.

Glücklicherweise müssen Sie, sobald Sie das Knie der Durchbruchskurve überschritten haben, den Strom stark ändern, damit er einen großen Unterschied in der Spannung macht. Sie müssen es jedoch zuerst mit einem ausreichend nominalen Bias-Strom an diesen Punkt bringen.

Nachfolgend finden Sie ein typisches Datenblatt für Zenerdioden. Beachten Sie, dass es den getesteten Strom für die angegebene Spannung anzeigt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sehen Sie sich die Zahlen Zz und Zzk an. Dies sind die Widerstände der Diode hinter und unter dem Zener-Kniepunkt. Mit dieser Diode benötigen Sie mindestens 3,5 mA, um 5,6 V darüber zu bekommen. (5,6/1.600)

Beim Entwerfen Ihrer Schaltung sollten Sie die Schaltung nominell an den angezeigten Strom der ausgewählten Geräte anpassen. Wählen Sie bei der Auswahl eines Zeners einen aus, der Ihrem "aktuellen Bereich" besser entspricht.

HINWEIS: Die oben aufgeführte Diode würde bei 5,6 V für den in der OP-Frage gezeigten 10-K-Widerstand nicht abschneiden. Der Zener fungiert nur als 1,6-kΩ-Widerstand, wenn er in Sperrrichtung vorgespannt ist. Am Ende haben Sie einen Widerstandsteiler und ein viel kleineres Signal als erwartet.

Natürlich zu viel Strom und Sie kochen auch die Diode.