Zenerdiode und Strombudget

Eine Diode hält die Spannung

Eine Zenerdiode arbeitet im Rückwärtsdurchbruch, wo sich ihre Spannung in einem festgelegten Strombereich nur wenig ändert. Ein Parallelregler legt sie parallel zur Last; ein Serienwiderstand begrenzt den Strom, der sich auf Last und Diode verteilt.

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EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

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Warum es funktioniert

Ideale feste 5.1-V-Begrenzung bei ausreichendem Strom. Ohne Kennlinienknie, Toleranz, Erwärmung oder Ausfall; echte Bauteile haben Mindeststrom und Leistungsgrenzen.

Vs ist Versorgung, R Serienwiderstand und RL Lastwiderstand. Beim Regeln: Is = (Vs − 5.1)/R, IL = 5.1/RL, Iz = Is − IL. Is ist Versorgungsstrom, IL Laststrom, Iz Zenerstrom; Widerstandsleistung = Is²R. Reicht der Strom nicht, fällt der Ausgang unter 5.1 V.

Schwierigkeit

Aufbauen · Aufbauen
Einschalten bei 9 V mit Serienwiderstand 330 Ω und Last 1 kΩ. Lies 5.1 V und positiven Zenerstrom.
Brauchst du einen Tipp?
Vs = 9 V; R = 330 Ω; RL = 1 kΩ → 5.1 V; 6.718 mA
Erforschen · Eine Größe ändern
Halte bei Versorgung 6 V und Last 1 kΩ die 5.1 V mit Zenerstrom 2–10 mA.
Brauchst du einen Tipp?
Vs = 6 V; R = 100 Ω; RL = 1 kΩ → 5.1 V; 3.9 mA
Selbst lösen · Aufgabe lösen
Halte bei Versorgung 12 V und Last 500 Ω die 5.1 V mit Zenerstrom 5–15 mA und Widerstandsleistung höchstens 0.2 W.
Brauchst du einen Tipp?
Vs = 12 V; R = 330 Ω; RL = 500 Ω → 10.709 mA; 0.144 W

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte