Warum geht die Zener-Diode nicht kaputt?
Ich habe ein Problem, ich kann auf Google nicht herausfinden, weshalb die Zenerdiode im Gegensatz zur normalen Diode nicht bei Durchbruchsspannung kaputt geht ?
4 Antworten
Hallo Vovochen
das alles ist eine Frage der entstehenden Verlustleistungen. Wenn eine normale Gleichrichtdiode 1N4007 in Rückwärtsrichtung einen Durchbruch hat, ensteht bei einem Reverse-Strom von 10 mA eine Verlustleistung von 10 W (1000 V*10 mA). Die dabei enstehende Hitze führt dazu, dass metallische Bestandteile der Anschlusskappen in den Halbleiter eindiffundieren und dabei die Sperrschicht zerstören. Dann ist die Diode durchlegiert, der Strom wird noch grösser und wenn er gross genug ist, brennen die Bonddrähte (interne Anschlüsse des Halbleiters) durch.
Wenn aber bei einer Z-Diode BZX85C6V8 ein Strom von 10 mA fliesst, beträgt die Verlustleistung nur 68 mW (6.8 V*10 mA). Trotzdem muss auch bei der Z-Diode der Strom begrenzt werden. Naturgemäss ensteht in einer Z-Diode im Betrieb immer eine Wärme, welche abgeführt werden muss. Z-Dioden gehören daher zu den am häufigst ausfallenden Halbleiterbauelementen, weil oft die Temperatur am Einbauort falsch eingeschätzt wird. Wenn Z-Dioden zerstört werden, sinkt dabei oft die Zenerspannung ab (zum Beispiel nur noch 3 V statt 6.8 V bei der obigen Z-Diode).
Das Problem bei der normalen Diode ist, dass ein wirksamer Vorwiderstand im Bereich 1 MegaOhm liegen müsste, um den Reverse-Strom auf erträgliche 1 mA zu begrenzen. Weil diese Diode aber in Durchflussrichtung einen Nennstrom von 1 A hat, würde in Durchlassrichtung am Vorwiderstand eine Spannung von 1 MV abfallen, was sicher nicht praktikabel ist.
Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas
Wenn der Strom hoch genug ist geht sie schon kaputt. Einen gewissen Strom hält sie aber aus (Datenblatt). Vielleicht nutzt du ein kleines Netzteil, welches den entsprechenden Stom nicht liefert um die Zener zu zerstören. Oft ist in der Schaltung mit der Zener noch ein kleiner Vorwiderstand geschaltet, der den Strom begrenzt.
Nun, eine normale Diode geht (richtig angewendet) auch nicht kaputt. Eine Zener-Diode ist in Durchlassrichtung wie eine normale Diode, in Sperrrichtung halt nur bis zum erreichen der Zenerspannung sperrend und dann wird sie durchlässig und hält die Spannung, der rest der Spannung fällt am Vorwiderstand ab, den die Zenerdiode braucht, um ihren Dienst zu verrichten... Je höher die Spannung wird, um so mehr Strom lässt die Zenerdiode durch. Dadurch fällt eine höhere Spannung am Vorwiderstand ab. Ohne diesen Widerstand geht diese auch kaputt, oder spätestens dann, wenn die Verlustleistung höher ist, wie die Diode verträgt...
Eine normale Diode hat in Sperrrichtung eine max Spannung, danach bricht die Sperrschicht und die Diode ist direkt zerstört. Aber dafür ist sie ja nicht gedacht...
Eine normale Diode geht nicht durch den reverse breakdown kaputt, sondern durch einen zu hohen Strom der dann fließen kann. Wird dieser ausreichend begrenzt, passiert nichts.
Zusätzlich kann es jedoch zu lokalen Überhitzungen auch schon bei kleinen Strömen kommen, ähnlich wie dies beim zweiten Durchbruch bei Transistoren der Fall ist. Es ist daher keine gute Idee, die negative Durchbruchsspannung ausreizen zu wollen.
Im Gegensatz dazu sind Z Dioden dafür optimiert und haben einen definierteren Durchbruch.