5.1Vが5Vではなく標準のツェナー電圧であるのはなぜですか？

Digikeyを見ると、5Vのものが6個であるのに対し、5.1Vツェナーダイオードは1300個までの結果があります。

これには物理学に関連した理由がありますか、それとも何か他のものですか？

ツェナーダイオードの電圧は、E24抵抗値の間隔（+/- 5％の精度で指定された間隔の範囲）にほぼ従っています。

ツェナーダイオードは、技術として特に開発されておらず、代わりにバンドギャップ技術を使用した正確な電圧リファレンスを備えています。間隔は長年同じままです。

余談ですが、ツェナーダイオードは、エレクトロニクスの新参者に期待されるよりも回路で一般的ではありません。基本的な不正確さ、温度と電流による顕著な変動、および安定性のためのかなり大きな動作電流の組み合わせにより、他の設計手法やコンポーネントと比較して有用性が低下します。

さて、抵抗器やコンデンサのように、ツェナーダイオードの電圧値は、次のような好ましい数値の範囲に従う傾向があります。

そのため、4.3ボルト、4.7ボルト、5.1ボルト、5.6ボルトのツェナーダイオードなどがあります。

余談ですが、いくつかのサプライヤ範囲の5.1ボルトツェナーダイオードは、温度による電圧変化の温度係数が最も低くなっています。

したがって、多くの設計で5.1ボルトツェナーを使用する理由を尋ねた場合、それは物理に依存していると言えます。

Andyが言ったように、利用可能なツェナーは、他のコンポーネントと同様に、E24シリーズに強制されます。これは物理学をいじることによって行われます。低電圧（約5V未満）は実際にはツェナーダイオードであり、高電圧ダイオードはアバランシェダイオードです。アバランシェダイオードの動作は非常に良好です（鋭い電圧電流「膝」を持つという点で）。ツェナー電圧による特性の変化を示すOnsemiの特性曲線は次のとおりです（連続変数として表示されます）。

ツェナーインピーダンスはロットロググラフにプロットされていることに注意してください。5mAでの〜3Vツェナーのインピーダンスは約80オームですが、10Vツェナーのインピーダンスは8オームに似ています。したがって、前者（5V電源から）に400オームの抵抗を使用した場合。同様に、16.7V電源と1.33Kの直列の10Vツェナーを使用すると、後者の場合の割合の調整は25倍以上になります。したがって、低電圧のツェナーはほとんど役に立ちません。

選択されたツェナー電圧が物理学と上記の特性に基づいているニッチがあります-そしてそれは電圧基準のためです。多くのアプリケーションでは、バンドギャップリファレンスがツェナーに取って代わりました-特に重要ではないアプリケーション-低電力および低電圧動作など、多くの利点があります。

最も優れた部品のリファレンスのいくつかは、電圧の温度係数を効果的にゼロにするための直列ダイオードを内蔵したツェナーダイオードでした。この組み合わせは、単一の電圧/電流の組み合わせ（約6.2Vまたは6.55V）でのみ機能するため、基礎となる+ 2mV /°Cツェナーはそれよりも約600mV低くなります。これらの部品の例は1N829です。

これらのデバイスは、非常に安定していますが、最近ではあまり人気がありません。これは、一部はトリミングできないため、電圧耐性を極端に厳しくすることができないためです。トリミングされた抵抗を備えた最新のバンドギャップリファレンスは、非常に厳しい許容範囲で作成できます。しかし、安定性はツェナーほど良くないかもしれません。

利用可能な最良のリファレンスのいくつかは、まだ統合されたツェナーダイオードです（温度補償とトリミングが追加された、しばしばオーブン化された表面下の「埋め込み」ツェナー）。その一例がLTZ1000です。これは、おそらく温度係数と安定性の点で最も一般的に利用可能なリファレンスです（ただし、高価で、電力を消費し、他の分野では少し貧弱です）。

ツェナーダイオードは、アンディ（別名）のようなE24シリーズに準拠する傾向があります。園芸品種のツェナーのデバイス許容値に対するデバイスの許容値は5％です。 5v1は2％のみです。たとえば、バッグA 5VとバッグB 5V1である10ツェナーの2つのバッグをテストした場合、どのバッグがどのバッグであったかを判別できない場合があります。