¿Por qué la tensión en un diodo Zener depende tanto de la corriente?

Iba a usar un diodo Zener de 3,3 V para proteger las entradas analógicas de un Arduino Due, pero descubrí que la caída de voltaje en este fue de solo 2 V.

Así que probé conectándolo a mi fuente de alimentación con un resistor en serie (vea el diagrama) y descubrí que el voltaje parece variar bastante:

R=15k   1.78V
1.5k    2.44V
150     3.3V

Por cierto, la hoja de datos para 1N4728A muestra una corriente de prueba de 76mA, que está cerca de la corriente de 58mA que se obtiene a través de la resistencia de 150ohm.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Supongo que no debería sorprenderme demasiado con mis hallazgos, porque solo significa que el diodo Zener tiene una resistencia efectiva positiva, pero me sorprendió un poco que la variación fuera tan alta.

Además, es sorprendente que incluso cuando el diodo Zener no está "conduciendo completamente" (o cualquiera que sea el término apropiado), corta la resistencia inferior en mi red de resistencias (ver más abajo). Cuando quito el diodo, para un voltaje de entrada de 12V, el voltaje en el ADC es de 2.89 V, pero cuando coloco el diodo, el voltaje cae a 1.86V. ¿Debería elegir valores de resistencia más pequeños o es inútil el diodo Zener para este propósito?

^{simular este circuito}