Xác định các thông số của diode Zener

Theo hệ thức T (10), điện áp ra V_Supply phụ thuộc vào giá trị V_Reg của diode Zener và điện áp V_BE của transistor Q1 nên khi điện áp cung cấp cho tải đã được xác định với một giá trị V_Supply thì cần chọn diode Zener có diện áp làm việc là:

V_Z = V_Supply – V_BE           (14)

Trong đó, V_Z: Điện áp làm việc ổn dịnh của diode Zener, V_Supply: Giá trị điện áp mà tải cần được giữ ổn định, V_BE: Điện áp điều khiển cực Base của transistor Q1 có giá trị vào khoảng 0,6 ¸ 0, 7 V đối với transistor Sillicon và khoảng 0,3 ¸ 0, 4 V đối với các transistor Germany.

Công suất làm việc của diode Zener được xác định bởi:

                   P_Z = V_Z.I_Z                (15)

Trong đó, I_Z là cường độ dòng điện đi qua diode Zener và ta cần phải xác định cường độ dòng điện này sao cho không vượt quá công suất làm việc cho phép của Zener (các Zener thông dụng trên thị trường hiện nay chỉ có công suất làm việc cho phép vào khoảng 50mW ¸ 80mW đối với các Zener có vỏ bằng thuỷ với đường kính khoảng 1,5 ¸ 2mm và chiều dài 4 ¸ 6mm, và có công suất chừng 100 ¸ 150mW đối với các Zener có chiều dài chừng 8 ¸ 12mm).

Từ đó có thể xác định được cường độ tối đa cho phép đi qua diode Zener I_Z và cường độ dòng điện này sẽ được xác định bởi hai dòng điện bao gồm một dòng đi qua điện trở phân áp cho cực Base của transistor Q1 và một dòng đi vào cực Base của Q1 là I_BE:

I_Z = I_R2 + I_BE         (16)

Trong đó: Cường độ dòng điện qua điện trở R₂ là I_R2 được xác định bởi công thức gần đúng là:

I_R2 = V_BE/R₂                   (17)

» (0,6 ¸ 0,7)V/R₁ đối với các transistor sillicon

» (0,3 ¸ 0,4)V/R₁ đối với các transistor Germany

Do đó, cường độ dòng điện qua R₂ là rất bé (chỉ được xác định vào khoảng vài mA). Giá trị của điện trở R₂ được xác định vào khoảng 1 ¸ 4,7kW sao cho khi dòng rò của diode Zener đi qua nó thì nó sẽ gây một điện áp rất nhỏ không đủ để kích mở transistor (dưới điện áp làm việc U_BE của các transistor).

Cường độ dòng điện qua cực Base của Q1 được xác định bởi:

I_BE » I_{C Max} /b                 (18)

Trong đó, I_{C Max} là cường độ dòng điện cực đại mà transitor Q1 phải rẽ mạch giúp cho tải ổn định điện áp và cường độ dòng điện này chính là dòng điện qua cực collector của Q1 là I_C vì vậy cường độ dòng điện qua Base của Q1 được xác định bởi cường độ I_C.

Chú ý: Ta cần phải xác định hệ số khuyếch đại phải lớn để I_BE chỉ đòi hỏi với một cường độ rất nhỏ sao cho không vượt quá cường độ làm việc cho phép của diode Zener