3V6 diodos Zener con muy poca precisión

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Tengo una pregunta sobre la precisión de la regulación (o falta de) de un diodo Zener 3V6. Quería confirmar que no estaba haciendo nada estúpido.

Configuré el circuito de prueba estándar que se muestra a continuación.

SincargaexceptoparaelDMM.LosdosZenersencuestiónson:BZX55C3V6(3V6-500mW)y1N4729A(3V6-1W).AmbosZenersvinierondeproveedoresseparados.\$V_{CC}=5\$Vyesrelativamenteestable(varianzatotalnomásde40mV).Séqueloszenersnecesitanunacorrientemínimapararegularseadecuadamenteycalculélacorrienteóptimamediantelacombinaciónde\$I_{zt}\$delahojadedatosyelsiguientecálculodela"regla de oro": $$ I = \ frac { (P / V) \ times .7} {4} $$

Tomando el 1N4729A como ejemplo, el \ $ I_ {zt} \ $ es aproximadamente 70mA. Trabajando la resistencia limitadora actual tenemos: $$ \ frac {5 - 3.6} {70 \ text {mA}} = 20 \ Omega $$

¡Cuando probé el Zener con una resistencia \ $ 20 \ Omega \ $ obtengo una \ $ V_z \ $ de solo 4V! De hecho, a medida que incremento y disminuyo el valor de la resistencia, el voltaje Zener aumenta y disminuye junto con él. Es como si la resistencia Zener no disminuyera a medida que aumenta la corriente, que no es lo que yo esperaría. Lo que es extraño es que el BZX55C muestre más o menos el mismo comportamiento aunque con diferentes resistencias. ¿Esto es normal?

    
pregunta Buck8pe

6 respuestas

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El problema es cómo está modelando su circuito, ya que la resistencia en serie que está utilizando es tan cercana a la resistencia Zener que debe incluirse en el modelo del circuito. Como se muestra en el circuito debajo del cual se modela el comportamiento que se observa con una lectura de voltaje de aproximadamente 4V desde el diodo Zener

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Kvegaoro
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Un diodo "zener" con un voltaje de ruptura por debajo de ~ 5.6V se basa en el efecto Zener y tendrá una rodilla muy suave, yo personalmente nunca los uso.

Los que tienen un voltaje de 5.6 y superior explotan el efecto de avalancha y tienen una rodilla mucho más aguda.

Aun así, espero que el diodo que tiene coincida con su hoja de datos.

Para la regulación de shunt de baja tensión, use un regulador en serie (LDO) o un dispositivo como el TL431 que tiene una referencia de banda prohibida, y un opamp en un paquete de 3 puntos para crear un "diodo Zener" casi perfecto.

kevin

    
respondido por el Kevin White
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Si desea una precisión decente, deseche los dispositivos zeners y use algunos reguladores lineales de bajo voltaje de 3.3V. Los zeners son notoriamente ineficientes en cuanto al poder, incluso sin carga. Al menos sin carga o con una carga muy pequeña, el regulador LDO será mucho más eficiente.

    
respondido por el Michael Karas
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En lugar de usar reglas básicas que puede o no entender, primero debe consultar la hoja de datos de la parte que está utilizando. En enlace encontrará que el BZX55C3V6 se prueba con una corriente de 1- 5 mA. Dado que está conduciendo más de 10 veces esa cantidad de corriente a través de él, no es de extrañar que su voltaje sea alto.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Hay un par de problemas aquí. En primer lugar esto se indica en la pregunta: -

  

De hecho, a medida que aumenta y disminuye el valor de la resistencia, el Zener   El voltaje aumenta y disminuye junto con él.

Si aumenta la resistencia, el voltaje a través del zener debería disminuir.

Debido a que aumenta (según la cotización), debe tener una fuente de alimentación inestable de 5 V y esto aumenta a medida que aumenta la resistencia de carga. Comprueba este suministro.

El siguiente problema es que a 70 mA y 4 voltios, la potencia es de 0.28 vatios y el calentamiento espontáneo puede causar que aumente la tensión del Zener. No estoy seguro de cuál es el coeficiente de temperatura para este dispositivo y las hojas de datos carecen de ese respecto.

    
respondido por el Andy aka
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Si los zeners de 1W se compraron en un canal no oficial, pueden, de hecho, ser como unidades de 500 mW marcadas con el número JEDEC 1N4729.

El 3.6V +/- 5% @ 69mA es un parámetro registrado de JEDEC y el voltaje a través del zener debe estar en ese rango (a Tj ~ = 30 ° C) con 69mA fluyendo. Los zeners de 3,6 V suelen tener un coeficiente de temperatura negativo de -1,5 +/- 0,5 mV / ° C, por lo que el autocalentamiento no tendrá en cuenta la anomalía.

Sospecho que si vuelve a probar las partes "1N4729" con una corriente de prueba de aproximadamente 20 mA (70 ohmios), es posible que se encuentren dentro del voltaje de especificación.

El BZX55C3V6 está clasificado para 3.6V +/- 0.2V a 5mA, por lo que su resistencia sería más como 280 ohmios. No dices lo que viste allí.

Si incluye la resistencia dinámica en el modelo, debe usar un voltaje más bajo para el zener ideal. Es incorrecto agregar un voltaje a la corriente de prueba debido a la resistencia dinámica. La resistencia dinámica describe el comportamiento de señal pequeña cerca de la corriente de prueba.

Típicamente, la resistencia dinámica del 1N4729A es de aproximadamente 5 ohmios, por lo que podría aproximarse con un zener ideal de 3.255V en serie con 5 \ $ \ Omega \ $ pero solo muy cerca Izt = 69mA .

Los zeners con voltajes nominales de menos de 5V o así tienen "rodillas" muy blandas (regulación deficiente) y no son realmente tan útiles como la mejor alternativa generalmente disponible.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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