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Z-Dioden sind besonders dotierte Si-Dioden, die nach dem Entdecker des Zener-Effektes, Carl Zener, benannt wurden.
Schaltzeichen
Sie verhalten sich in Durchlassrichtung wie normale Dioden, in Sperrrichtung werden sie ab einer bestimmten Spannung niederohmig.
Liegt diese Spannung unterhalb 5 Volt, so wirkt der genannte Zener-Effekt, der das Herauslösen von Elektronen aus dem Gitterverband des Kristalls infolge hoher elektrischer Feldstärke bedeutet.
Bei höheren Spannungen wirkt dagegen mehr der Avalanche-Effekt (Lawineneffekt), weshalb C. Zener selbst vorschlug, die zunächst allgemein Zenerdioden genannten Dioden aufzuteilen in Zener-Dioden mit Durchbruchspannungen unter 5 Volt und Z-Dioden mit mehr als 5 Volt.
Beim Durchbrechen werden genug Elektronen so stark beschleunigt, dass sie weitere Elektronen aus den Atombindungen schlagen. Dies führt zu einer größeren Ladungsträgerkonzentration, die lawinenartig ansteigt, und damit zu einem geringeren Widerstand. Wird der fließende Strom nicht begrenzt, führt der Effekt zur Zerstörung der Diode.
Die interessanteste Anwendung der Z-Diode ist die Stabilisierung einer Spannung als stabile Eingangsspannung für weitere elektronische Schaltungsteile. Weiterhin lassen sie sich sehr gut als Generator für weißes Rauschen nutzen, das durch den Avalanche-Effek hervorgerufen wird.
Beispiel für die Spannungsstabilisierung:
Eine bessere Möglichkeit liefern Spannungsregler.
Z-Dioden lassen sich durch unterschiedliche Dotierung für Spannungen in einem Bereich von 2 bis 600 V herstellen.