Unterschied TAZ-Diode und Z-Diode

Im Prinzip sind beide dasselbe. Die TAZ sind optimiert für hohe Impulsströme und gute Spannungsbegrenzung bei diesen Strömen, also niedriger differentieller Innenwiderstand. Das betrifft auch die Aufnahmefähigkeit von Verlustenergie, was mit der thermischen Masse zu tun hat.

Die Dinger sind viel schneller als von Dir beschrieben, typischerweise im Nanosekunden-Bereich oder sogar darunter. Die Geschwindigkeit ist so groß daß man darauf aufpassen muß wie die Leiterbahnführung ist, um zu vermeiden daß die Wirkung durch parasitäre Induktivitäten beeinträchtigt wird.

pelmazo schrieb:

Die Dinger sind viel schneller als von Dir beschrieben, typischerweise im Nanosekunden-Bereich oder sogar darunter. Die Geschwindigkeit ist so groß daß man darauf aufpassen muß wie die Leiterbahnführung ist, um zu vermeiden daß die Wirkung durch parasitäre Induktivitäten beeinträchtigt wird.

Hallo pelmazo,

was besagt dann das "Fig 3" im obigen Datenblatt ?

Wie sind ( normale ) Z-Dioden im Vergleich was die Geschwindigkeit betrifft ?

Bei Gleichrichter Dioden kennt fast jeder "Fast" Switching
und die braucht man auch dringend für z.B. Schaltnetzteile.
Eine gewöhnliche 1N400X ist für die Frequenzen einen Schaltnetzteils viel zu langen !

Wie verhält sich nun eine Z-Diode wenn man sie mit 100KHz Ripple beaufschlagt ? Vermutlich auch ganz anders als bei den übligen 100Hz nach einer 50Hz Gleichrichtung ?
Bei 100Hz kann man fast schon von statischen Verhalten reden

Grüße

mm2 schrieb:

was besagt dann das "Fig 3" im obigen Datenblatt ?

Das ist die Kurvenform die man dem Teil zu Testzwecken drüberbrät, also sozusagen ein simulierter Überspannungsimpuls. Siehe auch Note 1 unten auf Seite 1.

Wie sind ( normale ) Z-Dioden im Vergleich was die Geschwindigkeit betrifft ?

Nicht unbedingt langsamer, aber halt auch typischerweise weder darauf optimiert noch daraufhin spezifiziert und getestet.

Bei Gleichrichter Dioden kennt fast jeder "Fast" Switching und die braucht man auch dringend für z.B. Schaltnetzteile. Eine gewöhnliche 1N400X ist für die Frequenzen einen Schaltnetzteils viel zu langen !

Bei der Z-Diode ist der Wirkungsmechanismus ganz anders als bei der normalen Diode, denn es ist ein Durchbruch in Sperrichtung, genauer gesagt ist es in solchen Fällen nicht der Zener-Effekt sondern der Lawinen-Effekt, der zum tragen kommt (auch bei Zenerdioden). Und der ist schnell. Dabei hilft auch daß die Sperrschichtkapazität relativ gering ist.

Wie verhält sich nun eine Z-Diode wenn man sie mit 100KHz Ripple beaufschlagt ? Vermutlich auch ganz anders als bei den übligen 100Hz nach einer 50Hz Gleichrichtung ? Bei 100Hz kann man fast schon von statischen Verhalten reden

Das ist eh nicht direkt vergleichbar denn die Zenerdiode ist in der anderen Richtung ja eine normale Diode und leitet schon ab 600mV, man kann die Zenerdiode also nicht so einfach als schneller Gleichrichter benutzen.

pelmazo schrieb:

... Das ist eh nicht direkt vergleichbar denn die Zenerdiode ist in der anderen Richtung ja eine normale Diode und leitet schon ab 600mV, man kann die Zenerdiode also nicht so einfach als schneller Gleichrichter benutzen.

Hallo pelmazo,

Du hast mit allem recht, mich aber in einem Punkt falsch verstanden.
Ich wollte mit dem Vergleich Gleichrichterdiode nur zum Ausdruck bringen, dass es sehr unterschiedliche Geschwindigkeiten gibt bis eine Diode leitend wird.

Eine Zenerdiode in Sperrrichtung soll auch bei mir zur Stabilisierung dienen, aber mir kommt es nicht nur auf die Eigenschaften bei 100Hz sondern besonders bis in den 3 stelligen KHz Bereich.

Wo kann man nachlesen wie schnell der Lawinen-Effekt ist ?

Bzw. kennst Du Datenblätter von Z-Dioden aus denen das dynamische Verhalten über einen Frequenzbereich angegeben ist ?

Grüße

mm2 schrieb:

Ich wollte mit dem Vergleich Gleichrichterdiode nur zum Ausdruck bringen, dass es sehr unterschiedliche Geschwindigkeiten gibt bis eine Diode leitend wird.

Das stimmt allerdings. Mir ging's darum aufzuzeigen daß da unterschiedliche physikalische Effekte im Spiel sind.

Eine Zenerdiode in Sperrrichtung soll auch bei mir zur Stabilisierung dienen, aber mir kommt es nicht nur auf die Eigenschaften bei 100Hz sondern besonders bis in den 3 stelligen KHz Bereich. Wo kann man nachlesen wie schnell der Lawinen-Effekt ist ?

Ich habe mal einen Pulsgenerator aufgebaut der auf dem Lawineneffekt in einem Transistor beruht. Der erzeugt einen Impuls von etwa 7 Volt Höhe in eine 50 Ohm-Last mit einer Anstiegszeit von 300 ps (oder besser -- ich kann nicht besser messen).

Ich weiß jetzt nicht aus dem Stand wo man die Theorie nachlesen kann, und wo man quantitative Daten für reale Bauelemente herkriegt, aber ich wage zu behaupten daß der Effekt für Deine angestrebten Zwecke bei Weitem schnell genug sein dürfte.

Bzw. kennst Du Datenblätter von Z-Dioden aus denen das dynamische Verhalten über einen Frequenzbereich angegeben ist ?

Nein, denn Z-Dioden werden eben nicht mit Blick auf solche Daten entwickelt. Am ehesten kommst Du da noch bei den Überspannungs-Schutzdioden hin, aber selbst da gibt's die Daten nicht in diesem Detail.

pelmazo schrieb:

... Ich habe mal einen Pulsgenerator aufgebaut der auf dem Lawineneffekt in einem Transistor beruht. Der erzeugt einen Impuls von etwa 7 Volt Höhe in eine 50 Ohm-Last mit einer Anstiegszeit von 300 ps (oder besser -- ich kann nicht besser messen).

Hallo pelmazo,

danke für Deine Antwort, eine letzte Frage, bewegt sich die Abfallzeit ( Sperrzeit ) in der gleichen Größenordnung ?

pelmazo schrieb:

Nein, denn Z-Dioden werden eben nicht mit Blick auf solche Daten entwickelt.

...
leider muss man sagen, im Audiobereich gibt/gäbe es zahlreiche Anwendungszwecke für die das relevant ist.

Grüße und guten Rutsch

mm2 schrieb:

bewegt sich die Abfallzeit ( Sperrzeit ) in der gleichen Größenordnung ?

Ich meine ja.

leider muss man sagen, im Audiobereich gibt/gäbe es zahlreiche Anwendungszwecke für die das relevant ist.

Welche denn zum Beispiel?

Guten Rutsch!

pelmazo schrieb:

... Welche denn zum Beispiel?

z.B. Konstanstromquellen für Audio-Differenzverstärker-Stufen,
dort findet man häufig entweder eine LED, mehrere Dioden in Reihe oder eine Z-Diode an der Basis eines Transistors mit Emitterwiderstand.
Schon hier kommt es nicht nur auf das Verhalten bei 100Hz an sondern auf den gesamten Audiobereich und darüber an.
Ohne das frequenzabhängige Verhalten der drei Varianten zu kennen wird es aber schwierig sich für eine zu entscheiden.

z.B. Spannungsstabilisierung
bei hochwertigen CD-Player/ D/A Wandlern werden die Spannungen der langsamen Intergrierten Spannungsregler ( z.B. 780X ) häufig danach nochmal mit guten längs oder parellel Gliedern gesäubert.
Hier ein Beispiel von Guido Tent für seine Clock
http://www.tentlabs.com/Components/XO/files/page20_2.gif
hier ist das Verhalten sogar bis in den MHz Bereich wichtig.
In diesem Beispiel ohne Z-Diode, warum wohl ? Bei 20mA hätte ein Shuntglied durchaus seine Vorteile.

Aber solange man das frequenzabhängige Verhalten nicht kennt bleibt es schwierig die Variante richtig zu bewerten.

Grüße und guten Rutsch

mm2 schrieb:

z.B. Konstanstromquellen für Audio-Differenzverstärker-Stufen, dort findet man häufig entweder eine LED, mehrere Dioden in Reihe oder eine Z-Diode an der Basis eines Transistors mit Emitterwiderstand. Schon hier kommt es nicht nur auf das Verhalten bei 100Hz an sondern auf den gesamten Audiobereich und darüber an. Ohne das frequenzabhängige Verhalten der drei Varianten zu kennen wird es aber schwierig sich für eine zu entscheiden.

Das frequenzabhängige Verhalten hängt da aber am Transistor und nicht der Z-Diode. Im Gegenteil schaltet man ja oft noch einen Kondensator parallel zur Z-Diode, um deren Rauschen zum Teil kurzzuschließen. Die Z-Diode selbst wird dadurch langsamer.

Der Unterschied zwischen den von Dir genannten Varianten liegt eher in der Temperaturstabilität und der Regelgenauigkeit bzw. dem Innenwiderstand der resultierenden Stromquelle.

z.B. Spannungsstabilisierung bei hochwertigen CD-Player/ D/A Wandlern werden die Spannungen der langsamen Intergrierten Spannungsregler ( z.B. 780X ) häufig danach nochmal mit guten längs oder parellel Gliedern gesäubert. Hier ein Beispiel von Guido Tent für seine Clock http://www.tentlabs.com/Components/XO/files/page20_2.gif hier ist das Verhalten sogar bis in den MHz Bereich wichtig. In diesem Beispiel ohne Z-Diode, warum wohl ? Bei 20mA hätte ein Shuntglied durchaus seine Vorteile.

Man kann da durchaus über einen Shuntregler nachdenken, aber die Hochfrequenzeigenschaften behandelt man besser mit lokalen Abblockkondensatoren, und ggf. LC-Filtern, wie das im Bild ja auch gezeigt ist.

Aber solange man das frequenzabhängige Verhalten nicht kennt bleibt es schwierig die Variante richtig zu bewerten.

Das stimmt, aber in solchen Fällen schaut man sich besser das Frequenzverhalten der ganzen Schaltung an, z.B. der Spannungsversorgung. Das hängt selten an den Eigenschaften eines einzigen Bauteils.

pelmazo schrieb:

Im Gegenteil schaltet man ja oft noch einen Kondensator parallel zur Z-Diode, um deren Rauschen zum Teil kurzzuschließen. Die Z-Diode selbst wird dadurch langsamer.

ich sehe das aus einer anderen Sicht,

schnelle Regler ... brauchen wenig Kapazität parallel ( im Gegenteil viel Kapazität ist dann eventuell sogar schädlich )

langsame Regler ... brauchen viel Kapazität parallel ( zu wenig Kapazität ist dann schädlich )

Je größer die Kapazität des Kondensatoren desto schlechter ist meist sein Verhalten bei höheren Frequenzen, auch deswegen ist manchmal weniger mehr

In besagten Schaltungen finden man von nicht bis mehrere hundert µF so ziehmlich alles parallel zu den Z-Dioden.
Da fragt sich eben wird da nur aus Unwissenheit oder nach dem Motto "viel hilft viel" ( das Motto stimmt selten ) gehandelt

Naja da es scheinbar keine Angaben zur Geschwindigkeit der Z-Dioden gibt müsste man es ja jeweils messen
Hätte ich das nötige Equipment würde ich das auch tun.

Der Unterschied zwischen den von Dir genannten Varianten liegt eher in der Temperaturstabilität und der Regelgenauigkeit bzw. dem Innenwiderstand der resultierenden Stromquelle.

mir geht es auch hier insbesondere um den frequenzabhängigen Innenwiderstand

Man kann da durchaus über einen Shuntregler nachdenken ...

ja genau im einfachten Fall, kommt nach dem Spannungsregler lokal am Verbraucher ein R + Z-Diode + C.

Grüße

mm2 schrieb:

In besagten Schaltungen finden man von nicht bis mehrere hundert µF so ziehmlich alles parallel zu den Z-Dioden. Da fragt sich eben wird da nur aus Unwissenheit oder nach dem Motto "viel hilft viel" ( das Motto stimmt selten ) gehandelt ;)

Ich kann nicht in die Köpfe der Entwickler gucken, aber wenn die Z-Diode Teil einer Konstantstromquelle ist, dann ist ein Kondensator oft sinnvoll, und zwar nicht wegen der Hochfrequenzeigenschaften, sondern weil die Z-Diode rauscht. Wenn Du nix tust wird das Rauschen auch im resultierenden Konstantstrom zu finden sein. Und daher möglicherweise auch im Audiosignal, je nachdem wofür der Konstantstrom in der Schaltung gebraucht wird.

Das Hochfrequenzverhalten der Konstantstromquelle geht, ob mit oder ohne Kondensator, ganz überwiegend auf das Konto des Transistors.

Konstantstromquellen dieser Art sind aber sehr schnell, gerade auch im Vergleich zu Spannungsreglern.

Naja da es scheinbar keine Angaben zur Geschwindigkeit der Z-Dioden gibt müsste man es ja jeweils messen Hätte ich das nötige Equipment würde ich das auch tun.

Für einen ersten Eindruck kann man das auch simulieren.

mir geht es auch hier insbesondere um den frequenzabhängigen Innenwiderstand

Fur solche Sachen ist SPICE sehr nützlich, jedenfalls wenn man einen tatsächlichen Meßaufbau dagegen stellt. Bei der Geschwindigkeit von typischen Konstantstromquellen kommst Du da nicht mit Funktionsgenerator und 20MHz-Oszi hin.

ja genau im einfachten Fall, kommt nach dem Spannungsregler lokal am Verbraucher ein R + Z-Diode + C.

Das wird umso fragwürdiger je niedriger die Betriebsspannungen werden. Eine Z-Diode für 3,3 Volt wie man sie für Quarzoszillatoren heutzutage bräuchte hat eigentlich keinen rechten Nährwert mehr, bei der laschen Regelkurve die sie hat.