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Referenzspannung

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In Regelkreisen werden häufig konstante definierte Spannungen benötigt. Referenzspannungen kann man erzeugen mit Z-Dioden, da hier das Auftreten höherer Spannungen durch die Diodenkennlinie verhindert wird.

Man kann eine gewünschte konstante Spannung im einfachsten Fall an einer Z-Diode abgreifen, indem die Z-Diode in einer Spannungsteilerschaltung verwendet wird.

Bild:Z-Diode mit Vorwiderstand.png

Durch eine Änderung der Eingangsspannung U ändert sich praktisch nur die Spannung UR, während die Spannung UZ an der Diode auf Grund des steilen Verlaufs der Kennlinie nahezu konstant bleibt.

Für die Spannungsstabilisierung lässt sich ein Glättungsfaktor angeben:

G = {{\Delta U} \over {\Delta U_z}} = 1 + {{\Delta I_z} \over {\Delta U_z}} \cdot R

mit dem differenziellen Widerstand r_z = {{\Delta U_z} \over {\Delta I_z}} wird daraus

G = 1 + {R \over r_z}

Die Stabilisierung ist umso besser, je größer das Verhältnis R \over r_z ist

Bei höheren Anforderungen werden als Referenzspannungsquelle bezeichnete ICs verwendet, die einen Pufferverstärker und weitere Dioden zur Temperaturstabilisierung der Referenzspannung beinhalten. Diese Schaltungen werden zum Beispiel bei Analog-Digital-Wandlern direkt auf dessen Chip integriert, so dass die Referenzspannung auch nicht von Strömen auf den Leiterbahnen beeinflusst werden kann.

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