Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Zener Diode Bezeichnung im Datenblatt VZ1 / VZ2


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von Alexander M. (a_lexander)


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Hallo,

ich schaue mir folgendes Datenblatt an, vielleicht will mir einer kurz 
erklären, was es sich hier mit der Bezeichnung VZ1 / VZ2 auf sich hat...
Ich dachte, es gibt hier immer nur 1 "VZ".

Datenblatt:
https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mm5z2v4t1-d.pdf

Danke ;)

Grüße

: Verschoben durch Moderator
von Helmut K. (hk_book)


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Steht doch unten an der Tabelle in den Fußnoten. Das sind Werte bei 
unterschiedlichen Strömen.

von Alexander M. (a_lexander)


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Danke.

Ja das hab ich schon gelesen, nur leider nicht ganz verstanden.

Ich dachte, es gibt 1 Kennlinie und mit der stellt sich die dann der 
Strom ein je nach der Spannung, die an der Diode anliegt. Kann man das 
dann gar nicht so sagen?

Grüße

von Andrew T. (marsufant)


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Alexander M. schrieb:
> a das hab ich schon gelesen, nur leider nicht ganz verstanden.
>
> Ich dachte, es gibt 1 Kennlinie und mit der stellt sich die dann der
> Strom ein je nach der Spannung, die an der Diode anliegt. Kann man das
> dann gar nicht so sagen?

Was ist an dem Text des DaBla NICHT zu verstehen:

Spannung rechte Spalte = statische Messung.
Spannung linke Spalte= Pulsmessung.

Erstes heizt die zu testende Diode auf,
bei letzterem sorgt das Z_th dafür das die Diode nicht ins thermische 
Gleichgewicht kommt.

> Ich dachte, es gibt 1 Kennlinie und mit der stellt sich die dann der
> Strom ein je nach der Spannung, die an der Diode anliegt. Kann man das
> dann gar nicht so sagen?

Schon mal über temperatureinfluss gesehen: Nein, kann man so nicht 
sagen.
Schon mal über Fertigungstoleranz gesehen: Nein, kann man so nicht 
sagen.
Schon mal über Strom über Diode gesehen: Nein, kann man so nicht sagen.

von Alexander M. (a_lexander)


Angehängte Dateien:

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Wenn es konkret werden soll:

Speziell geht es mir um folgende Schutzschaltung für einen uC, wie im 
Anhang zu sehen.
U_in=14V, U_out=3V3, R1=33k, R2=10k.
Erwartet: U_out=3.3V, Gemessen: U_out=2.2V
Und das verstehe ich irgendwie nicht...

Grüße

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Alexander M. schrieb:
> Ich dachte, es gibt 1 Kennlinie und mit der stellt sich die dann der
> Strom ein je nach der Spannung, die an der Diode anliegt. Kann man das
> dann gar nicht so sagen?

Doch, genau so ist das. Und Iz1 & Iz2 sind (beispielhaft) zwei 
verschiedene Ströme, bei der dann die Werte (min./typ./max) für die 
Zenerspannung angegeben ist.

Die Kennlinie steht nur für die typ. Werte. Oder z.B. für Werte bei 
verschiedenen Temperaturen.

Man könnte auch sagen, der eingeprägte Strom verursacht eine Spannung, 
die an der T-Diode abfällt. Dieser Zusammenhang gilt in beiden 
Richtungen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Zenerdioden mit kleinen Spannungen (Uz < 6.2V) sind sehr 'weich' und 
lassen auch bei kleineren Spannungen schon Strom fliessen. Wenn es steil 
sein soll und die Spannung Uz => 2,5V ist, nimm TL431.

: Bearbeitet durch User
von I bims 1 N00B (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Wenn es konkret werden soll:
>
> Speziell geht es mir um folgende Schutzschaltung für einen uC, wie im
> Anhang zu sehen.
> U_in=14V, U_out=3V3, R1=33k, R2=10k.
> Erwartet: U_out=3.3V, Gemessen: U_out=2.2V
> Und das verstehe ich irgendwie nicht...
>
> Grüße

Hast du dir schonmal die Kennlinie von Z-Dioden mit so kleinen 
Spannungen angeschaut?

Ich würde für sowas keine Z-Diode verwenden, lieber einen LDO, falls die 
Minimalspannung deiner Batterie das hergibt.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Alexander M. schrieb:
> Und das verstehe ich irgendwie nicht...

Mit dem R2, parallel zur Z-Diode, kann U2 doch nicht so hoch sein wie 
ohne.

Den R2 könnte man auch als Last an der Schaltung aus Z1 und Z-Diode 
betrachten:

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1012151.htm

von Andrew T. (marsufant)


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Alexander M. schrieb:
> Wenn es konkret werden soll:
>

Warum nicht gleich alles genannt?

> Speziell geht es mir um folgende Schutzschaltung für einen uC, wie im
> Anhang zu sehen.
> U_in=14V, U_out=3V3, R1=33k, R2=10k.
> Erwartet: U_out=3.3V, Gemessen: U_out=2.2V
> Und das verstehe ich irgendwie nicht...

Kann man dank fehelrnder Daten nur raten

- falsche Z-Diode gewählt. Da keine Daten gegeben von Dir
- Toleranz der Z-Diode nicht beachtet (rechnen!
- messfehler.


etc.
Mit dem bisher geschriebenen Infos gehst Du in DaBla und überlegst ERST 
mal weiter.
BEVOR du hier weiter postest.



Mohandes H. schrieb:
> Mit dem R2, parallel zur Z-Diode, kann U2 doch nicht so hoch sein wie
> ohne.


FAST richtig Mo.
jedoch wäre der Ansatz: Ohne Z-Diode sollte die gerechnte Spannung 
anstehen.
mit Z-Diode halt das was ... s.o.

: Bearbeitet durch User
von I bims 1 N00B (Gast)


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I bims 1 N00B schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Wenn es konkret werden soll:
>>
>> Speziell geht es mir um folgende Schutzschaltung für einen uC, wie im
>> Anhang zu sehen.
>> U_in=14V, U_out=3V3, R1=33k, R2=10k.
>> Erwartet: U_out=3.3V, Gemessen: U_out=2.2V
>> Und das verstehe ich irgendwie nicht...
>>
>> Grüße

Ups, nicht gesehen, dass es eine Schutzbeschaltung sein soll. In dem 
Fall wäre mein default-Ansatz: Widerstand und dann Schottky zu VCC des 
μc.

von Alexander M. (a_lexander)


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Matthias S. schrieb:
> Zenerdioden mit kleinen Spannungen (Uz < 6.2V) sind sehr 'weich' und
> lassen auch bei kleineren Spannungen schon Strom fliessen. Wenn es steil
> sein soll und die Spannung Uz => 2,5V ist, nimm TL431.

Mir geht es hier eigentlich nur um eine Schutzbeschaltung eines 
Eingangs. Damit ich sicher unterhalb der 3V3 bleib und der uC nicht 
beschädigt wird.

Grüße

von Alexander M. (a_lexander)


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Andrew T. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Wenn es konkret werden soll:
>>
>
> Warum nicht gleich alles genannt?
>
>> Speziell geht es mir um folgende Schutzschaltung für einen uC, wie im
>> Anhang zu sehen.
>> U_in=14V, U_out=3V3, R1=33k, R2=10k.
>> Erwartet: U_out=3.3V, Gemessen: U_out=2.2V
>> Und das verstehe ich irgendwie nicht...
>
> Kann man dank fehelrnder Daten nur raten
>
> - falsche Z-Diode gewählt. Da keine Daten gegeben von Dir
> - Toleranz der Z-Diode nicht beachtet (rechnen!
> - messfehler.
>
>
> etc.
> Mit dem bisher geschriebenen Infos gehst Du in DaBla und überlegst ERST
> mal weiter.
> BEVOR du hier weiter postest.
>
>
>
> Mohandes H. schrieb:
>> Mit dem R2, parallel zur Z-Diode, kann U2 doch nicht so hoch sein wie
>> ohne.
>
>
> FAST richtig Mo.
> jedoch wäre der Ansatz: Ohne Z-Diode sollte die gerechnte Spannung
> anstehen.
> mit Z-Diode halt das was ... s.o.

Danke.

Welche Daten fehlen denn noch?
geg.: Datenblatt von der Zenerdiode, Schaltung, Funktion 
(=Schutzbeschaltung eines Eingangspins eines uC)

Grüße

: Bearbeitet durch User
von Alexander M. (a_lexander)


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Mohandes H. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Und das verstehe ich irgendwie nicht...
>
> Mit dem R2, parallel zur Z-Diode, kann U2 doch nicht so hoch sein wie
> ohne.
>
> Den R2 könnte man auch als Last an der Schaltung aus Z1 und Z-Diode
> betrachten:
>
> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1012151.htm

Danke.

Ja das könnte wohl das Problem sein...

von MaWin (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Speziell geht es mir um folgende Schutzschaltung für einen uC, wie im
> Anhang zu sehen.

Ja, die funktioniert so halt nicht.


> U_in=14V, U_out=3V3, R1=33k, R2=10k.
> Erwartet: U_out=3.3V, Gemessen: U_out=2.2V
> Und das verstehe ich irgendwie nicht

Eine Z-Diode unter 5V ist weich, eher wie eine Diodenreihenschaltung in 
Leitrichtung.

Damit kann man keine harte Begrenzung aufbauen.

3.1 3.3 3.5 2.3 2.9 sagt genau das: die Zenerspannung (bei 5mA) liegt 
zwischen 2.3 und 3.5V.

Du brauchst halt eine andere Lösung. Bei 5V uC ging das noch mit 5V6 
Z-Dioden.

von Achim H. (anymouse)


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Alexander M. schrieb:
> Mir geht es hier eigentlich nur um eine Schutzbeschaltung eines
> Eingangs. Damit ich sicher unterhalb der 3V3 bleib und der uC nicht
> beschädigt wird.

Ich glaube, Du machst Dir Sorgen an der falschen Stelle. Bei 
entsprechender Strombegrenzung vertragen Eingänge durchaus etwas 
Mehr-Spannung, die kann ein µC durch interne Schutzmaßnahmen ableiten, 
d.h. die Z-Diode darf eine etwas höhere Spannung haben.
Insofern ist das wichtigste der (hier schon fast zu) hoch-ohmige R1.
Allerdings würde ich auch einen (kleineren) Widerstand zwischen 
Input-Pin und dem Spannungsteiler vorsehen.
Zu Eingangsschutzschaltungen gibt es aber auch viele Empfehlungen. 
Häufig sieht man auch normale Dioden gegen Vcc und GND.


Um welchen µC bzw. welches Gerät handelt es sich?

von Alexander M. (a_lexander)


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Achim H. schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>> Mir geht es hier eigentlich nur um eine Schutzbeschaltung eines
>> Eingangs. Damit ich sicher unterhalb der 3V3 bleib und der uC nicht
>> beschädigt wird.
>
> Ich glaube, Du machst Dir Sorgen an der falschen Stelle. Bei
> entsprechender Strombegrenzung vertragen Eingänge durchaus etwas
> Mehr-Spannung, die kann ein µC durch interne Schutzmaßnahmen ableiten,
> d.h. die Z-Diode darf eine etwas höhere Spannung haben.
> Insofern ist das wichtigste der (hier schon fast zu) hoch-ohmige R1.
> Allerdings würde ich auch einen (kleineren) Widerstand zwischen
> Input-Pin und dem Spannungsteiler vorsehen.
> Zu Eingangsschutzschaltungen gibt es aber auch viele Empfehlungen.
> Häufig sieht man auch normale Dioden gegen Vcc und GND.
>
>
> Um welchen µC bzw. welches Gerät handelt es sich?

Ja das wäre auch die Idee, diese Diode einfach wegzulassen. Diese wird 
normalerweise auch nicht gebraucht (meiner Meinung nach) wegen den 
internen Clamp Dioden.

Der hoch-ohmige R1 ist so gewählt, um bei "Fehlerfällen" und noch 
höheren Spannungen (60V) hier keinen zu hohen Stromfluss zu bekommen. 
Vielleicht kann dieser aber auch noch verringert werden.

Ja, das wäre auch noch eine Idee mit den 2 Dioden gegen VCC und GND. 
Danke!

Es wird ein STM32G4.

BTW: hab jetzt die Diode mal ausgelötet und bekomme die 3.3V.

Grüße

von Dietrich L. (dietrichl)


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Alexander M. schrieb:
> Mir geht es hier eigentlich nur um eine Schutzbeschaltung eines
> Eingangs. Damit ich sicher unterhalb der 3V3 bleib und der uC nicht
> beschädigt wird.

Und was ist, wenn der µC nicht versorgt wird? Dann ist die 
Eingangsspannung trotz Begrenzung auf 3,3V auch im unerlaubten Bereich.

Daher mag ich solche Schutzschaltungen nicht sonden eher:

I bims 1 N00B schrieb:
> Ups, nicht gesehen, dass es eine Schutzbeschaltung sein soll. In dem
> Fall wäre mein default-Ansatz: Widerstand und dann Schottky zu VCC des
> μc.

von Prometheus (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Mir geht es hier eigentlich nur um eine Schutzbeschaltung eines
> Eingangs. Damit ich sicher unterhalb der 3V3 bleib und der uC nicht
> beschädigt wird.
>
> Grüße

Das macht man anders. Schau ins DB (Datenblatt) deines µC. Der kann 
bestimmt
"max. VCC +0,5V" oder so Ähnlich an seinen Eingängen.
Also nimm eine Schottky-Diode (z.B. BAT54) und schahlte die von deinem 
Signal nach 3,3V.

Wenn dein Signal zu groß wird, fließt Strom in Richting 3,3V und die 
Spannung fällt über den oberen Widerstand ab. Der µC ist geschützt.

Das geht übrigens auch komplett ohne die Schottky-Diode, wenn du den 
Spannungsteiler so hochohmig auslegst, das die µC internen Schutzdioden 
das aushalten. Das steht auch alles im DB deines µC.

von Andrew T. (marsufant)


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Prometheus schrieb:
> Das geht übrigens auch komplett ohne die Schottky-Diode, wenn du den
> Spannungsteiler so hochohmig auslegst, das die µC internen Schutzdioden
> das aushalten. Das steht auch alles im DB deines µC.

und:

> Es wird ein STM32G4

sowie

>  bis 60V U_in:


eine Begrenzung <1mA schafft der  STM32G4 mit den interne Dioden
D.h. R1= 62kohm wäre meien Wahl.
Das "backpowering überdne uC Eingang in die 3.3V: Wen nur ein eingang 
ist das tragbar.
Falls jedoch z.B. 10 Messstellen dann Schottky BAT vor dem Eingang UND 
Grund-Last auf dem 3.3V rail vorsehen.


Man sieht, es gibt sehr viel Dinge die man alle wissen muß/müßte, um dem 
TE eine bestmögliche Lösung vorzuschlagen.
Aber mit den Vorschlägen hier sollte er es nun  selber schaffen .-)

> Also nimm eine Schottky-Diode

Nicht eine, sondern eine mit niedriger Sperrspannung, weil die auch eine 
niedrige Flussspannung hat -- Physik ist nun mal gandenlos .-)

: Bearbeitet durch User
von Alexander M. (a_lexander)


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Danke euch für die super Hilfe :)!

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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> Also nimm eine Schottky-Diode

Auch eine 1N4148, die auch noch einigermaßen schnell ist, reicht als 
Schutzdiode in den meisten Fällen. Bzw. zwei, die eine gegen Gnd, die 
andere gegen Vcc. (Klemmdioden).

0,6 V Überspannung verkraften die meisten Eingänge.

von Andrew T. (marsufant)


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Mohandes H. schrieb:
> 0,6 V Überspannung verkraften die meisten Eingänge.

Das hat diese Diode nur typ, aber nicht worst case und schon garnicht 
über eine Temperaturbereich.

somit: eine solche Si-Schaltdiode 1N4148 ist eine schlechtere Wahl als 
eine 30V Schottky.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Andrew T. schrieb:
> Das hat diese Diode nur typ, aber nicht worst case und schon garnicht
> über eine Temperaturbereich.

Und Du meinst, ob 0,6V oder 0,7V machen den Unterschied bei Überspannung 
am Eingang?

Aber klar, Schottky ist natürlich die bessere Wahl.

von Radler (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Hallo,
>
> ich schaue mir folgendes Datenblatt an, vielleicht will mir einer kurz
> erklären, was es sich hier mit der Bezeichnung VZ1 / VZ2 auf sich hat...
> Ich dachte, es gibt hier immer nur 1 "VZ".
>
> Datenblatt:
> https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mm5z2v4t1-d.pdf
>
> Danke ;)
>
> Grüße

[freundliche Anmerkung:
Zenerdiode schreiben nur noch betagte Opas und Laien die alte Bücher 
lasen.

Der Zener-Effekt stabilisiert bis ca.3 Volt.

Darüber ists der Avalanche-Effekt (dt. Lawine).

Korrekt für beide: Z-Diode nach der Kennlinie wie der Zorro-Schmiss ;)

von Andrew T. (marsufant)


Angehängte Dateien:

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Mohandes H. schrieb:
> Und Du meinst, ob 0,6V oder 0,7V machen den Unterschied bei Überspannung
> am Eingang?
>

Eher die 0.38V. Siehe Beispiel der (40V!) BAS40
die 30V Diode ist da noch etwas besser.
Es lohnt da in jedem Fall nicht an die 1N4148 zu denken.
Weil, die bringt nix da deren U_f in nahezu gleicher Höhe wie die der 
interne Dioden ist.

Oder wenn es ein Kostnefaktor ist: halt hart darauf zu setzen, das es 
die internen uC Dioden aushalten.
Was in 99,99% der Anwendungen OK ist. Es gibt auch von anderen uC 
Herstellern detaillierte App-Notes zu dem Thema.

> Aber klar, Schottky ist natürlich die bessere Wahl.

Sofern man nicht zu heiße Umgebung hat: Ja.
Denn dann sind die I_r wieder ein leidiges thema.

von I bims 1 N00B (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> eine Begrenzung <1mA schafft der  STM32G4 mit den interne Dioden
> D.h. R1= 62kohm wäre meien Wahl.

Ist das im DB spezifiziert oder Erfahrungswert? Habe den Wert im DB auf 
die Schnelle nicht gefunden.

von Andrew T. (marsufant)


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Spezifiziert

von Wolfgang (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Ja das wäre auch die Idee, diese Diode einfach wegzulassen. Diese wird
> normalerweise auch nicht gebraucht (meiner Meinung nach) wegen den
> internen Clamp Dioden.

Wenn man die nutzt, muss man sich überlegen, wo der Strom hinfließen 
kann, ohne die Versorgung des µC unzulässig anzuheben.

von Andrew T. (marsufant)


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Wolfgang schrieb:
> Alexander M. schrieb:
>
> Wenn man die nutzt, muss man sich überlegen, wo der Strom hinfließen
> kann, ohne die Versorgung des µC unzulässig anzuheben.

Siehe mein Hinweis weiter oben.

Es kommt auf die gesamte Schaltung an.

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