{"id":4868,"date":"2012-10-28T17:01:23","date_gmt":"2012-10-28T16:01:23","guid":{"rendered":"http:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/?p=4868"},"modified":"2022-10-30T20:34:08","modified_gmt":"2022-10-30T19:34:08","slug":"tipp-elektronikbauteile-fur-den-hausgebrauch-die-z-diode","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/tipp-elektronikbauteile-fur-den-hausgebrauch-die-z-diode\/","title":{"rendered":"Tipp: Elektronikbauteile f\u00fcr den Hausgebrauch \u2013 Die Z-Diode"},"content":{"rendered":"<p><a href=\"http:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-zpd-2.7v.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-4869 alignright\" title=\"Z-Diode - www.michael-floessel.de\" src=\"http:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-zpd-2.7v-300x237.jpg\" alt=\"Z-Diode - www.michael-floessel.de\" width=\"300\" height=\"237\" srcset=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-zpd-2.7v-300x237.jpg 300w, https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-zpd-2.7v-378x300.jpg 378w, https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-zpd-2.7v.jpg 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><strong>Die Z-Diode<\/strong><\/p>\n<p>Ich war ja schon des \u00d6fteren beim <a title=\"Thema Spannungsstabilisierung\" href=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/?s=spannungsregler&amp;submit=Suchen\" target=\"_blank\" rel=\"noopener ugc\">Thema Spannungsstabilisierung<\/a>. Dabei sollte man auch die simpelste Variante via Z-Diode nicht aus den Augen verlieren.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Oft wird kein gro\u00dfer Strom ben\u00f6tigt, eher geht es um eine stabile Spannung bzw. eine Spannung, die innerhalb einer Schaltung generiert werden kann oder soll.<\/p>\n<p>In vielen F\u00e4llen reicht ein Spannungsteiler mit Widerst\u00e4nden nicht aus, da dieser nat\u00fcrlich stark vom Stromfluss abh\u00e4ngig ist. In der &#8218;<a title=\"Quick &amp; Dirty \u2013 simple Schaltung f\u00fcr PIC 12F675\" href=\"http:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/quick-dirty-simple-schaltung-fur-pic-12f675\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">12F675 Quick &amp; Dirty<\/a>&#8218; Schaltung z. B. nutze ich daher die Z-Diode.<\/p>\n<p>Der PIC braucht nur sehr wenig Strom um zu funktionieren, die Peripherie kann mittels Open Collector Transistoren realisiert werden. Braucht man nur einen geringen Strom, kann es auch ausreichen, einfach mit der Z-Diode zu arbeiten. Priorit\u00e4t hat hier der Aspekt, den \u00b5Controller vor \u00dcberspannung zu sch\u00fctzen.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-prinzip-beispiel.jpg\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-4871 size-medium\" title=\"zener-diode-prinzip-beispiel\" src=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-prinzip-beispiel-300x246.jpg\" alt=\"zener-diode-prinzip-beispiel\" width=\"300\" height=\"246\" srcset=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-prinzip-beispiel-300x246.jpg 300w, https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-prinzip-beispiel-364x300.jpg 364w, https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/zener-diode-prinzip-beispiel.jpg 450w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Es gibt die Z-Diode f\u00fcr sehr viele Spannungen und in unterschiedlichsten Varianten, genaue Informationen kann mal wieder nur das Datenblatt liefern.<\/p>\n<p>Ein Blick in dieses ist vor allem wegen der <a title=\"Spannungsabfall an Dioden\/Kennlinien, elektronische Fehler und Fallen\u2026\" href=\"http:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/spannungsabfall-an-diodenkennlinien-elektronische-fehler-und-fallen\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Kennlinie<\/a> wichtig, hier kann der Bereich ersehen werden, in dem das Bauteil am wirkungsvollsten arbeitet.<\/p>\n<p><strong>Besonderheiten der Z-Diode:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Betrieb in Sperrrichtung f\u00fcr den Zener-Effekt<\/li>\n<li>In Flussrichtung verh\u00e4lt sie sich wie eine normale Diode (also Spannungsabfall ca. 0,7V)<\/li>\n<\/ul>\n<p>Ich gebe hier als Beispiel die <a title=\"ZPD 2V7\" href=\"http:\/\/pdf1.alldatasheet.com\/datasheet-pdf\/view\/280670\/SEMTECH_ELEC\/ZPD2V7.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ZPD 2V7<\/a> an (Datenblatt). Sie stabilisiert bei einem bestimmten Stromfluss eine Spannung von ungef\u00e4hr 2,7V. Ungef\u00e4hr eben deshalb, weil diese Spannung sehr stark vom Strom abh\u00e4ngig ist. Die ZPD 2V7 arbeitet bei ca. 10-20mA in ihrem optimalen Bereich. Dar\u00fcber hinaus und darunter ist sie von den 2,7V schon recht weit entfernt.<\/p>\n<p>Wie im Schaltbild oben angegeben, wird der Strom mittels des Vorwiderstandes &#8218;R1&#8216; festgelegt, die Spannung wird dann direkt \u00fcber der Diode abgegriffen. Zus\u00e4tzlich kann nat\u00fcrlich auch die Differenzspannung, die \u00fcber R1 abf\u00e4llt, quasi parallel genutzt werden, hier w\u00e4re nur eben die Masse bzw. GND nicht mehr der Bezugspunkt.<\/p>\n<p>Wichtig ist zudem, dass der maximale Strom, der dieser Schaltung entnommen werden kann, dem Gesamtstrom durch R1 entspricht. Sollte auch einleuchtend sein, wenn der Widerstand den Strom auf z.B. 25mA begrenzt, kann hinter ihm auch nicht mehr flie\u00dfen.<\/p>\n<p>Etwas kompliziert wird die Geschichte durch die Tatsache, dass alles, was von der Z-Spannung versorgt wird, parallel zur Diode liegt. Im schlimmsten Falle w\u00e4ren das 0 Ohm, ein Kurzschluss eben. Dann ist nur R1 der Strombegrenzende Faktor, die Z-Diode kann nicht mehr arbeiten, sie ist prkatisch \u00fcberbr\u00fcckt.<\/p>\n<p>Da auch die Z-Diode durch den differentiellen Widerstand in der Gesamtschaltung ber\u00fccksichtigt werden muss, kann bei pr\u00e4ziseren Anwendungen erheblicher Aufwand bei der Berechnung notwendig werden. Die Diode und die an sie angeschlossene Last bilden dann eine Parallelschaltung, welche zu R1 in Reihe liegt. Dies hat nat\u00fcrlich Einfluss auf den Gesamtwiderstand, damit auf den Gesamtstrom und somit auf die Kennlinie der Z-Diode! OK, lassen wir das <img src=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/plugins\/classic-smilies\/img\/icon_mrgreen.gif\" alt=\":mrgreen:\" class=\"wp-smiley\" style=\"height: 1em; max-height: 1em;\" \/><\/p>\n<p>Praktisch kann man das in unseren Anwendungen vernachl\u00e4ssigen, wenn die Z-Diode nur f\u00fcr kleine Leistungen eingesetzt wird. Grunds\u00e4tzlich bestimmt also R1 den Gesamtstrom. Richtig flexibel geht es, wenn statt eines Festwiderstandes f\u00fcr R1 ein Trimmer gew\u00e4hlt wird. Meist ist das aber der ber\u00fchmte Schuss mit der Kanone auf die Spatzen.<\/p>\n<h2><strong>\u00dcberschalgsrechnung mit folgenden Eckdaten:<\/strong><\/h2>\n<div><\/div>\n<div>Bei einer Betriebsspannung von 12V soll durch die Diode ein Strom von 15mA flie\u00dfen. Die Diode ist immer noch die ZPD 2V7. Laut Datenblatt liegt die Spannung dann bei ca. 2,8V.<\/div>\n<div><\/div>\n<div>Nun also erstmal den n\u00f6tigen Spannungsabfall \u00fcber R1 ausrechnen:<\/div>\n<div><\/div>\n<div>12V-2,8V = 9,2V<\/div>\n<div><\/div>\n<div>Um nun den gew\u00fcnschten Widerstandswert zu erreichen (U = R * I):<\/div>\n<div><\/div>\n<div>9,2V : 15mA = \u00a0613,2 Ohm<\/div>\n<div><\/div>\n<p>In der E-12er Reihe w\u00e4re dann der gew\u00e4hlte Wert:<\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline;\"><strong>630 Ohm<\/strong><\/span><\/p>\n<p>(Zu den E-Reihen kommt demn\u00e4chst auch noch ein Artikel!)<\/p>\n<p>So weit die graue Theorie, wenn man diese Werte mal gegenrechnet und dabei auf die Kennlinie sieht, kommen schon Differenzen ans Tageslicht.<\/p>\n<p>Dabei ist noch nicht ber\u00fccksichtigt, dass an der Diode noch kein eigentlicher Verbraucher h\u00e4ngt. Aber wie so oft in der Praxis, kann man dies eher vernachl\u00e4ssigen. Bei Bedarf an h\u00f6heren Str\u00f6men oder noch pr\u00e4ziseren Spannungen gibt es bessere L\u00f6sungen. Um z. B. einen PIC an 12V zu betreiben, der nur die Basis eines Transistors ansteuert, ist das Ergebnis allemal ausreichend.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<!-- relpost-thumb-wrapper --><div class=\"relpost-thumb-wrapper\"><!-- filter-class --><div class=\"relpost-thumb-container\"><style>.relpost-block-single-image, .relpost-post-image { margin-bottom: 10px; }<\/style><h3>Related posts:<\/h3><div style=\"clear: both\"><\/div><div style=\"clear: both\"><\/div><!-- relpost-block-container --><div class=\"relpost-block-container relpost-block-column-layout\" style=\"--relposth-columns: 4;--relposth-columns_t: 3; --relposth-columns_m: 2\"><a href=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/und-noch-der-dritte\/\"class=\"relpost-block-single\" ><div class=\"relpost-custom-block-single\"><div class=\"relpost-block-single-image rpt-lazyload\" aria-hidden=\"true\" role=\"img\" data-bg=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/the-joker-pic-4-michael-floessel.de_.jpg\" style=\"background: transparent no-repeat scroll 0% 0%; width: 1000px; height: 288px; aspect-ratio: 16\/9;\"><\/div><div class=\"relpost-block-single-text\"  style=\"height: 75px;font-family: Arial;  font-size: 12px;  color: rgb(237,201,23);\"><h4 class=\"relpost_card_title\">Und noch der dritte<\/h4><\/div><\/div><\/a><a href=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/elektronik-tipp-messen-mit-dem-digitalen-multimeter\/\"class=\"relpost-block-single\" ><div class=\"relpost-custom-block-single\"><div class=\"relpost-block-single-image rpt-lazyload\" aria-label=\"Digital Multimeter Tipps auf www.michael-floessel.de\" role=\"img\" data-bg=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2012\/12\/digital_multimeter_artikelbild-_-www.michael-floessel.de_.jpg\" style=\"background: transparent no-repeat scroll 0% 0%; width: 1000px; height: 288px; aspect-ratio: 16\/9;\"><\/div><div class=\"relpost-block-single-text\"  style=\"height: 75px;font-family: Arial;  font-size: 12px;  color: rgb(237,201,23);\"><h4 class=\"relpost_card_title\">Elektronik Tipp: Messen mit dem digitalen Multimeter<\/h4><\/div><\/div><\/a><a href=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/der-3-phototranistor\/\"class=\"relpost-block-single\" ><div class=\"relpost-custom-block-single\"><div class=\"relpost-block-single-image rpt-lazyload\" aria-hidden=\"true\" role=\"img\" data-bg=\"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/the-joker-pic-4-michael-floessel.de_.jpg\" style=\"background: transparent no-repeat scroll 0% 0%; width: 1000px; height: 288px; aspect-ratio: 16\/9;\"><\/div><div class=\"relpost-block-single-text\"  style=\"height: 75px;font-family: Arial;  font-size: 12px;  color: rgb(237,201,23);\"><h4 class=\"relpost_card_title\">Der 3. 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