Xác định giá trị điện áp cần cung cấp

Điện áp cung cấp cho tải cần được ổn định là VSupply:

VSupply » VZ + VBE                    (10)

Trong đó, VZ: Điện áp ổn định của Zener được xác định bởi bảng tra linh kiện đối với Zener (ví dụ Zener 12V thì điện áp ổn định của nó là 12V). VBE: Điện áp phân cực cho tiếp giáp B – E của transistor Q1, thông thường được tính xấp xỉ là 0,6 ¸ 0, 7V đối với các transistor được chế tạo bằng Sillicone và 0,2 ¸ 0, 3V đối với các transistor Germanie.

Đối với cường độ dòng điện cực đại rẽ qua transistor cũng được tính hoàn toàn tương tự như đối với Zener thông qua hệ thức (9) tuy nhiên chỉ khác là cường độ dòng điện rẽ cực đại mà transistor thường có thể cho phép lớn hơn rất nhiều lần so với của Zener (có thể lên tới vài ampe).

 

·        Xác định công suất làm việc của transistor

Công suất làm việc tối đa mà transistor phải ghánh khi đạt tới cường độ dòng điện rẽ cực đại được xác định bởi:

PMax Q1 = IC Max .VSupply              (11)

Trong dó, IC Max: Là cường độ dòng rẽ cực đại qua transistor Q1. VSupply: Điện áp ổn định của mạch điện cần cấp cho tải.

Cường độ dòng điện cực đại qua transistor Q1 là IC Max  chính là dòng qua cực collector của nó là IC và dòng này được xác định bởi trạng thái không tải của đầu ra:

IC Max = IE Max – IB Max    (11b)

Mà ta biết rằng (theo phần trên đã lý luận):

Ia Max = (IC Max + IZ Max)/2

Với Ia Max là dòng tải cực đại có thể đạt được, và ta hoàn toàn có thể chứng minh được rằng:

IZ Max » IC Max/b               (11.c)

Trong đó, b: Hệ số khuyếch đại cường độ dòng điện của transistor Q1.

Vì hệ số b cực lớn (vào khoảng vài chục đến vài trăm lần) nên có thể bỏ qua giá trị IZ Max, hệ thức (11) có thể được viết dưới dạng gần đúng như sau:

PMax Q1 = IC Max .VSupply » 2Ia Max.VSupply    (11d)

Khi đó, cần phải chọn transitor có công suất cho phép làm việc tối đa lớn hơn so với công suất PMax Q1 nói trên (đối với các linh kiện bán dẫn nếu không được làm nguội tốt, không có các cánh tản nhiệt thì công suất làm việc cực đại không được vượt quá 1/10 công suất cho phép tối đa được xác định bởi bảng tra cứu linh kiện. Nếu được làm nguội tốt thì cũng không được vượt quá 1/3 công suất tối đa cho phép của linh kiện) và cường độ dòng điện tối đa cho phép của transistor phải tối thiểu lớn gấp 3 lần so với cường độ dòng rẽ cực đại qua nó và với cường độ dòng điện làm việc cho phép tối thiểu phải lớn gấp 3 lần so với giá trị cường độ dòng điện được xác định bởi hệ thức (11.d) nói trên.

 

·        Xác định các thông số làm việc của điện trở ghánh R1

Các giá trị và các thông số kỹ thuật liên quan điện trở R1 hoàn toàn được xác định tương tự như trong trường hợp nguồn dòng song song. Tuy nhiên, vì trường hợp này cho phép dòng tải lớn hơn nhiều lần (lớn hơn b lần, lớn hơn hệ số khuyếch đại cường độ dòng điện của transistor) nên công suất của R1 cũng sẽ phải lớn hơn đúng bấy nhiêu lần.

          Cũng như, để vừa đáp ứng hiệu quả ổn định cao và hiệu suất nguồn lớn thì công suất tổn thất cực đại trên R1 như đã được trình bày trong nguyên lý nguồn dòng song song là đúng bằng công suất tổn thất cực đại trên transistor Q1.


 

Tác giả bài viết: Dr Trần Phúc Ánh