Reihenstabilisierung mit einer Z-Diode


In diesem Artikel wird der Aufbau und die Funktionsweise einer Reihenstabilisierung mit Hilfe einer Z-Diode gezeigt.

Eine Z-Diode wird im Gegensatz zu normalen Halbleiter-Dioden oder Leuchtdioden in Sperrrichtung betrieben.

Während die anderen Dioden ab einer bestimmten Sperrspannung durchbrechen und sofort den Hitzetod sterben sind Z-Dioden dafür ausgelegt, eine bestimmte Durchbruchspannung in Sperrrichtung zu haben und in diesem Arbeitspunkt betrieben zu werden.

Die Kennlinie der Z-Diode verläuft im Bereich dieser Sperrspannung sehr steil. Auch eine Änderung der Stromstärke führt nur unwesentlich zu Spannungsänderungen.

Diese Eigenschaft von Z-Dioden ermöglicht es, die Z-Dioden für die Stabilisierung von Spannungen einzusetzen. Auch bei schwankender Eingangsspannung kann so eine nahezu konstante Ausgangsspannung zur Verfügung gestellt werden.

Bei der Parallelstabilisierung wird der Lastwiderstand einfach parallel zur Z-Diode geschaltet. So fällt immer die Durchbruchspannung der Diode auch am Lastwiderstand ab.

Reihenstabilisierung für größere Lastströme

Für größere Lastströme verwendet man die im Video weiter unten gezeigte Reihenstabilisierung.
Zur Verstärkung des Stroms wird hier zusätzlich ein npn-Transistor eingesetzt, dessen Basis durch die Z-Diode auf ein festes Potential gelegt wird.

Bei durchgeschaltetem Transistor mit einer Basis-Emitterspannung von ca. 0,7V liegt das Potential am Emitter also immer ca. 0,7 V unterhalb des über die Z-Diode festgelten Basispotentials.

Die Schaltung wirkt wie ein Emitterfolger, auch Kollektorschaltung genannt. In diesem Artikel findest Du weitere Informationen zum Einsatz eines npn-Transistors als Emitterfolger.

Im Video wird der Aufbau der Reihenstabilisierung mit Hilfe einer Z-Diode gezeigt. Eine Spannung von 10V mit einer überlagerten Brummspannung mit einer Amplitude von 1 Volt wird stabilisiert.

Viel Spaß mit dem Video.


Wolfgang Bengfort

Wolfgang Bengfort (Dipl.-Ing. Elektrotechnik) unterrichtet nach 10-jähriger Berufstätigkeit in der freien Wirtschaft seit 2003 die Fächer Elektrotechnik und Informatik an berufsbildenden Schulen.  Er ist Gründer und Betreiber der Elektrotechnik eLearning Plattformen ET-Tutorials und ET-Akademie.

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