Zenerdiode test, doe ik iets fout ?

Voor de liefhebbers een plaatje van een BZX85C5V1 (Vishay). Die haalt dus ook de 5.1 volt niet.

Of je laat een (betaalde) AI het oplossen.
ChatGPT:
Hier zijn geschikte 5,1 V zenerdiodes met draadaansluitingen (through-hole) die je direct kunt gebruiken voor een scherpe 5,1 V referentie/regulator:

Doorverbonden opties (met scherpe knie-karakteristiek)

  • Vishay BZX55C5V1 5.1 V Zener Diode (DO?35) – eenvoudige through-hole 5,1 V zener, laag vermogen (~500 mW), relatief scherpe karakteristiek voor kleine regulator/clip toepassingen.
  • onsemi 1N5231BTR 5.1 V Zener (DO?35) – equivalent DO-35 5,1 V zener, vaak goede algemene keuze met lage dynamische impedantie.
  • Vishay ZM4733A 5.1 V 1 W Zener – zwaardere through-hole zener (1 W), maakt de knee “strakker” bij hogere stromen en beter stabiel bij load.
  • 1N5338B 5.1 V 5 W Zener Diode – high-power, lage r_dyn en kleine leakages; als je bijregelstroom nodig hebt (bescherming/power).

Wat betekent “scherpe knie” praktisch?
Een scherpe knee betekent dat de zener rond 5,1 V snel omschakelt van hoge impedantie naar lage impedantie — je krijgt een nettere spanningsreferentie met minder variatie. Bij standaard planar zeners (zoals BZX55C of 1N5231) is de knie redelijk scherp bij de aangegeven teststroom, maar je kunt nog beter gedrag bereiken met speciaal ontworpen low-impedance/low-noise types als je datasheets vergelijkt (kijk o.a. naar test current en dynamic impedance).

Tips voor gebruik

  • Meet de zener rond de teststroom uit de datasheet (typisch ~5-20 mA) om de effectiefste knee te zien.
  • Voor betere stabilisatie/laag r_dyn: gebruik een klein serie-weerstand om de stroom te begrenzen.
  • Als precision belangrijk is, overweeg een referentiediode/IC in plaats van standaard zener - die hebben doorgaans veel strakkere tolerantie en knee.

Gemini:
Als je op zoek bent naar een 5.1V zenerdiode met een scherpe knie (low-leakage/sharp knee), moet je wegblijven van de standaard "low cost" types zoals de 1N4733A. Bij lage zener-voltages (onder de 6V) is het Zener-effect dominant over het Lawine-effect (Avalanche), wat inherent zorgt voor een vlakkere, minder gedefinieerde knie.

Hier zijn de beste opties voor "through-hole" (met draden) componenten:

1. De "Gouden Standaard": 1N5231B
De 1N5231B (500mW) is meestal superieur aan de 1N4733A (1W) voor precisietoepassingen. Omdat hij ontworpen is voor een lagere teststroom (IZT), is de knie vaak scherper bij lagere stromen.

  • Waarom: Betere impedantie-karakteristieken bij lage stroomsterktes.

2. Low-Current Series: MMSZ-serie (via adapter) of BZX55C5V1
De BZX55-serie is specifiek ontworpen voor een strakkere regulatie. De BZX55C5V1 presteert vaak beter in signaalpaden dan de vermogens-zeners.

3. Het "Smart" alternatief: De Shunt Regulator (TL431)
Als je een écht scherpe knie wilt die bijna ideaal is, moet je stoppen met het zoeken naar een passieve diode en een TL431 gebruiken.

  • Hoe het werkt: Dit is een programmeerbare zener (IC). Met twee weerstanden stel je hem in op 5.1V.
  • Voordeel: De "knie" is extreem scherp omdat het een actief circuit is. De overgang van geleiding naar sperren is vele malen sneller en preciezer dan bij welke 5V1 zener dan ook.

Kritische noot bij 5.1V
Je claimt een "scherpe knie" te willen, maar hou er rekening mee dat 5.1V precies in het overgangsgebied zit waar de temperatuurcoëfficiënt omslaat van negatief naar positief.

  • 5.1V is stabieler qua temperatuur dan een 3.3V of 12V zener, maar de fysica van een 5.1V barrière zorgt er simpelweg voor dat de lekstroom vlak voor de knie (onder de 5V) altijd hoger zal zijn dan bij een 12V zener.

Mijn suggestie voor jouw workflow:
Als dit voor een referentiespanning is: gebruik een voltage reference IC (zoals de REF02 of een LM336-5.0 met een kleine offset). Een zenerdiode is een slecht idee voor precisie.

Als dit voor beveiliging is (clamping): gebruik een TVS-diode (Transient Voltage Suppressor). Die zijn gebouwd om razendsnel en scherp in te grijpen.

Oftewel ongeveer wat er hier zoal is langsgekomen, op de clamp na dan.

Allereerst iedereen bedankt voor de reacties, ik leer weer een hoop.
Het is een bestaand ontwerp, er zijn er best veel van gebouwd en in gebruik als ik YouTube mag geloven.
(Rechts onder zitten de diodes).

Normaal zou ik de diodes die in de BOM staan (en besteld heb) gewoon zonder verder nadenken in de print solderen ware het niet dat er een "waarschuwing" / test (zie OP) stond mbt de spreiding.

Hier 1 pootje, ZIF gaat naar de ZIF socket, dan via een weerstand naar de ingang van de ATMega2560.
Ik kan me voorstellen (maar nu speculeer ik), dat als je er een defecte antieke geheugenchip in duwt (met +5V, en vooral +/- 12V etc) je de ATMega wil beschermen.

Op dinsdag 20 januari 2026 14:15:05 schreef Hoeben:
Of je laat een (betaalde) AI het oplossen.
ChatGPT:
Hier zijn geschikte 5,1 V zenerdiodes met draadaansluitingen (through-hole) die je direct kunt gebruiken voor een scherpe 5,1 V referentie/regulator:

[*]Vishay BZX55C5V1 5.1 V Zener Diode

En daarbij zie je dat ook een betaalde chatgipity ijlt, gezien de test van dekees hierboven.

Ho, Different other BZX, maar toch.

De BZX79-C5V1 werkt in ieder geval wel.

BZX55 is voor 500mW, spanning volgens datasheet bij 5mA
BZX89 is voor 1300mW, spanning volgens datasheet bij 50mA
Dus die zijn behoorlijk verschillend.

En bovenstaand plaatje is een enkel exemplaar. Daar zal ook wel wat spreiding in zitten.

Maar erg nauwkeurig zijn ze dus niet. Wil je een scherpe overgang dan kun je beter een LM336-5 nemen:

Naarmate Iz toeneemt neemt ook Vz toe.
De genoemde toleranties op Vz (type B=2% of C=5%) in de datasheet gelden alleen bij de genoemde Iztest.

Op dinsdag 20 januari 2026 10:45:54 schreef marcob:
Ik heb deze ooit gemaakt, werkt naar behoren:
https://www.circuitsonline.net/schakelingen/150/meten-en-testen/handig…

Deze even snel ge-bread-board. Stroom ingesteld (nagemeten) op 5mA door de zener.
De eerste 10 of zo die ik zo getest heb zitten dan allemaal zo rond de 4.63...4.69 Volt.

Dan nog een Schottky-diode erbij in serie zetten, dan komt u rond de 4.65 + 0.25 = 4.90V uit?

[Edit:

Ik heb zojuist eventjes een willekeurige 5V1 zener uit de rommelbak gepakt (een BZV85C) en aan de signature analyzer gehangen. Zie foto's.

Eerste is bij 2mA-piek teststroom. (horizontaal 2V/div). Tweede foto is bij 20mA-pk teststroom (H=2V/div).

Zeer duidelijk te zien dat de knie verre van scherp is. Een andere zener (BZX55C, 5V1) was net zo 'onscherp'. Bij een teststroom van 20mA-piek ligt de zenerspanning rond 5.1V, maar bij 2mA slechts bij 4.4V.

Zoals te zien variëert de zenerspanning behoorlijk in functie van de stroom die erdoorheen loopt.

Ter vergelijking, de forward-voltage knie (ca. 0.7V) is vrijwel haarscherp.

FWIW.]

Of als je toch met Schottky's bezig bent... Dan zet je die in als klemdiode naar de +5V rail van de ATMega. Hoe langer ik erover nadenk hoe bizarder ik het gerommel met zeners vind, maar misschien zie ik wat over het hoofd.

Op dinsdag 20 januari 2026 17:07:11 schreef maartenbakker:
Of als je toch met Schottky's bezig bent... Dan zet je die in als klemdiode naar de +5V rail van de ATMega. Hoe langer ik erover nadenk hoe bizarder ik het gerommel met zeners vind, maar misschien zie ik wat over het hoofd.

"Schema" staat in het plaatje hierboven, ATMega pin gaat via een weerstand van 470 Ohm naar de ZIF socket , en een zener van de ZIF socket naar GND.

Ik neem voor het gemak aan dat de ATMega met 5V gevoed wordt?

Ik heb niet in het datablad gekeken, maar meestal mogen ingangen maximaal 1 diodespanningsval boven de voeding uitstijgen.

Afklemmen op de voedingsrail werkt dan prima (Schottky geeft meer marge), maar wel 1 voorbehoud. De voedingsrail moet kunnen sinken. Dus daar moet dan alsnog iets van een transzorb overheen. Over zeners met goed gedefinieerde knieen gesproken....

Alleen nog even de vraag aan welke kant van de weerstand je dat het beste kunt doen. Ik trap af: niet waar het nu gebeurt, die weerstand moet tussen DUT en beveiliging zitten.

maar wel 1 voorbehoud. De voedingsrail moet kunnen sinken. Dus daar moet dan alsnog iets van een transzorb overheen.

Bedoel je daarmee dat de voeding gewoon op 5V moet blijven en niet kan worden opgetild door de extra spanning.

Volgens mij heb je geen tranzorb die de voedings rail op 5V houd maar pas ingrijpt als die al aanzienlijk te hoog is.

Op dinsdag 20 januari 2026 17:18:11 schreef maartenbakker:
Ik neem voor het gemak aan dat de ATMega met 5V gevoed wordt?

Klopt

Volgens mij heb je geen tranzorb die de voedings rail op 5V houd maar pas ingrijpt als die al aanzienlijk te hoog is.

Ik denk ook niet dat de +5V voedingsrail het probleem is. Het is ter bescherming van de in/uitgangen van de ATMega2560 die naar het te testen IC gaan.

Op dinsdag 20 januari 2026 18:12:52 schreef benleentje:
[...]
Bedoel je daarmee dat de voeding gewoon op 5V moet blijven en niet kan worden opgetild door de extra spanning.

Volgens mij heb je geen tranzorb die de voedings rail op 5V houd maar pas ingrijpt als die al aanzienlijk te hoog is.

Ik heb even gezocht wat een ATMega328 mag hebben. Vdd max 6,0V en ingangspennen max 0,5V boven Vcc.

De eerste de beste transzorb die ik tegenkwam is de 1N5908. Die heeft een withstandspanning van 5,0V en een breakdownspanning van 6V bij 1mA. Dat zou dus precies kunnen. Liever eigenlijk nog een iets lagere breakdownspanning, die zijn er misschien ook wel.

Op dinsdag 20 januari 2026 19:55:51 schreef bprosman:
[...]
Ik denk ook niet dat de +5V voedingsrail het probleem is. Het is ter bescherming van de in/uitgangen van de ATMega2560 die naar het te testen IC gaan.

In mijn variant, die Sine als eerste voorstelde, is de voedingslijn het zwakke punt omdat je de ingangen daarop afklemt met Schottkys. Het originele ontwerp lijkt me onhandig genoeg dat ik het geen slecht idee vind om het aan te passen. Er zitten specifiek handgeselecteerde zenerdiodes aan de verkeerde kant van de stroombegrenzingsweerstanden. Dan gaat er bij mij toch wel een klein rood vlagje omhoog.

Zou je het ontwerp niet aanpassen dan zou je in elk geval eens kunnen zoeken naar transzorbs die rond 5,3V beginnen te geleiden. Die zijn nauwer gespecificeerd dan zenuwediodes. En tenzij er een goede ontwerpreden voor was die ik gemist heb, moeten de zeners of transzorbs aan de ATMega-kant van de weerstand. Niet aan de ZIF-kant.

Op dinsdag 20 januari 2026 17:01:33 schreef nonius:
Ter vergelijking, de forward-voltage knie (ca. 0.7V) is vrijwel haarscherp.

Dan zet je er 7 in doorlaat in serie. Dan zit je precies goed!

Op dinsdag 20 januari 2026 16:16:06 schreef bprosman:
[...]
Deze even snel ge-bread-board. Stroom ingesteld (nagemeten) op 5mA door de zener.
De eerste 10 of zo die ik zo getest heb zitten dan allemaal zo rond de 4.63...4.69 Volt.

Dat is ook niet zo vreemd, de test uit de handleiding doet 4mA. Dus het zou vreemd zijn als je daarmee wat anders zou bereiken.

Op dinsdag 20 januari 2026 20:00:49 schreef maartenbakker:
[...]

In mijn variant, die Sine als eerste voorstelde, is de voedingslijn het zwakke punt omdat je de ingangen daarop afklemt.

Nee, daarmee klem je ook op een zener, dat heet ... met mijn idee.

Of mijn idee ... dat ben ik al eens ergens tegengekomen, vraag me niet meer waar.
Dit heeft drie voordelen,
1, de diodes zijn VEEL sneller dan de zener.
2, Je zit al op de werkspanning van de zener, de enige knie is die van de diode en die is erg scherp.
3, je kunt hiermee je voedingsrail niet optillen.

Ben ik het wel mee eens, een stuk eleganter eigenlijk.

+1 v.w.b. elegantie!

Die oplossing ga ik onthouden, dat gaat nog wel eens van pas komen.

Maar moet die 1k weerstand niet een stuk kleiner zijn? Nu gaat er slechts 0.7mA lopen, en ik verwacht dat die zener dan zo rond 3.6V gaat zeneren? (wilde gok).

Is een stroom van 5-10mA niet beter?

[Bericht gewijzigd door nonius op (53%)]

@Sine,
De zenerstroom is 0,7mA als alle 'CLAMP' signalen nul volt zijn. Is dat niet een beetje laag?

Nav hieronder:
Dat is het nadeel als de reply's elkaar snel opvolgen. @nonius, het zij je vergeven. (voor zover er iets te vergeven valt).

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (41%)]

(sorry, Ohm-Pi, had niet gezien dat je dezelfde gedachte had terwijl ik m'n post aan het editen was.)

Op dinsdag 20 januari 2026 20:44:40 schreef ohm pi:
@Sine,
De zenerstroom is 0,7mA als alle 'CLAMP' signalen nul volt zijn. Is dat niet een beetje laag?

Dat is wat krapjes ja, die maak je laag genoeg om die zener zeker in geleiding te sturen, idealiter van uit een hogere spanning, anders wordt die weerstand wat kritisch.

Op dinsdag 20 januari 2026 20:18:38 schreef Sine:
[...]

Dat is ook niet zo vreemd, de test uit de handleiding doet 4mA. Dus het zou vreemd zijn als je daarmee wat anders zou bereiken.

[...]

Nee, daarmee klem je ook op een zener, dat heet ... met mijn idee.

Of mijn idee ... dat ben ik al eens ergens tegengekomen, vraag me niet meer waar.
Dit heeft drie voordelen,
1, de diodes zijn VEEL sneller dan de zener.
2, Je zit al op de werkspanning van de zener, de enige knie is die van de diode en die is erg scherp.
3, je kunt hiermee je voedingsrail niet optillen.

[bijlage]

Begrijp ik het goed ?

Maar, en sorry dat ik daar nu pas mee kom maar dat overzie ik even niet.
ALLE 32 pinnen van de ZIF socket hebben die 470E, 5V1 zener combinatie.

Omdat het een IC tester is zullen er voedingsspanningen op de IC voet gezet worden.
Dat gebeurt met transistoren direct op de ZIF pennen.
+5V, GND, of +12V.
-5V gaat via een relais, die schakelt de ZIF pen tussen -5V en ATMega
Nogmaals sorry als dit jullie hele plannen in de war gooit.

De tester kan de volgende voedingsspanningen op de volgende pinnen zetten (beetje zoals de TL866 ook doet).
VSS -> GND
VCC -> +5V
VDD -> +12V
VBB -> -5V maar gaat via een relais.
Werkt die alternatieve "Clamp" ook nog als er via een transistor +12V op een ZIF pen gezet word ?

Die serieweerstand is extra bescherming, die sowieso laten zitten.

Een pen met die clamp constructie (en/of met die zener overigens) kun je nooit hoger trekken dan 5V, dus ik neem aan dat die enkel op de datalijnen zitten.

Als je zoiets gaat doen dan die zener voeden vanaf de +12V en zorgen dat daar zeker 10mA over loopt.

Maar in dit geval zou ik het gewoon houden zoals ontworpen. Er zijn er genoeg in omloop en het werkt blijkbaar prima.

Op dinsdag 20 januari 2026 22:09:54 schreef Sine:
Maar in dit geval zou ik het gewoon houden zoals ontworpen. Er zijn er genoeg in omloop en het werkt blijkbaar prima.

Eigenlijk denk ik er ook zo over. Het gaat nl alleen mis als de ingang van het te testen IC de ingangsspanning ten onrechte als "0" ziet omdat de ingangsspanning over de zenerdiode niet voldoende hoog kan worden. Als bij een ingangsspanningsniveau van 4,3V het IC die ingang als een "0" beschouwt, dan is voor mij dat IC al defect.