Xác định điện áp vào cực tiểu

Để điện áp cung cấp cho tải luôn được giữ ổn định thì ngoài việc xác định điện áp cung cấp tối đa, cần phải xác định mức cung cấp cực tiểu có thể cho phép của điện áp nguồn.

Để có thể xác định được điều này, ta cần phải nắm bắt thêm một đặc tính vật lý của diode Zener là khi điện áp trên tải (và cũng là điện áp đặt trên cathode của Zener hay nói đúng hơn là hiệu điện thế trên Zener) có giá trị dưới ngưỡng làm việc U_Z của Zener thì dòng qua Zener coi như gần bằng 0 và có thể bỏ qua dòng này. Vì thế, cường độ dòng điện mạch chính qua toàn mạch lúc này gần như đúng bằng dòng qua tải R₂.

Để đảm bảo cho tải có thể làm việc bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đáp ứng trong khoảng yêu cầu từ mức tối thiểu cho tới tối đa của tải.

Ta dễ chứng minh rằng, khi tải tiêu thụ tới mức tối thiểu thì điện áp trên tải sẽ tăng lên nên Zener sẽ bị quá ngưỡng làm việc và ngay lập tức nó sẽ tự giảm kháng trở để cho dòng qua nó tăng lên và nhờ đó sẽ làm cho điện áp trên tải được giữ ổn định. Trong trường hợp, tải tiêu thụ tối đa và điện áp cực tiểu thì dòng qua Zener phải bị triệt tiêu để điện áp ra trên tải không bị suy giảm: Nên khi đó, điện áp vào cực tiểu cho phép được xác định bởi hệ thức dưới đây:

V_{In min} = V_Reg + I_{R2 Max}.R₁ = V_Reg + I_{Z Max}.R₁

Như vậy, theo các hệ thức nói trên, cần phải xác định khoảng làm việc cho phép của điện áp vào và khả năng (công suất) chịu đựng cho phép của các linh kiện trong mạch sao cho đảm bảo các chế độ làm việc ổn định cũng như tuổi thọ cao.

Trên đây là những công thức được rút ra trên cả phương diện thực nghiệm cũng như có thể được chứng minh cả trên phương diện lý thuyết, đó là những công thức cơ bản và quan trọng nhất mà những phần sau đều phải kế thừa.