Trong bài Điốt Zener là gì ? Cách sử dụng điốt zenner đã giới thiệu cấu tạo cũng như nguyên tắc làm việc. Phần sau đây là một số ứng dụng điốt zener:
1. Mạch ổn áp bằng điốt zener công suất nhỏ
Từ nguồn 110V thông qua điện trở hạn dòng R1 và gim trên Dz 33V để lấy ra một điện áp cố định 33V cung cấp cho mạch.
Mạch ổn áp tạo áp 33V cố định
Khi thiết kế một mạch ổn áp như trên ta cần tính toán điện trở hạn dòng (R1) sao cho dòng điện ngược cực đại qua Dz phải nhỏ hơn dòng (25mA) mà Dz chịu được, dòng cực đại qua Dz là khi dòng qua R2=0
Như sơ đồ trên thì dòng cực đại qua Dz bằng sụt áp trên R1 chia cho giá trị R1, gọi dòng điện này là I1 ta có
I1 = (110 – 33 ) / 7500 = 77 / 7500 ~ 10mA
Ưu điểm: Mạch ổn áp dùng Diode Zener như trên có ưu điểm là đơn giản nhưng nhược điểm là cho dòng điện nhỏ ( ≤ 20mA ) .
Chú ý: thông thường nên để dòng ngược qua Dz ≤ 25 mA hoặc thấp hơn nữa nếu không điốt zener sẽ bị phá hủy do quá nhiệt.
2. Mạch ổn áp bằng điốt zener công suất lớn.
Để có thể tạo ra một điện áp cố định nhưng cho dòng điện mạnh hơn bằng cách mắc thêm Transistor để khuyếch đại về dòng như sơ đồ dưới đây.
Ở mạch trên điện áp trước transistor Q1 có thể thay đổi và còn gợn xoay chiều nhưng điện áp tại sau transistor Q1 không thay đổi và tương đối phẳng.
Nguyên lý : Thông qua điện trở R1 và điốt zener D1 cố định điện áp chân B của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân E đèn Q1 giảm => khi đó điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lại …
Mạch ổn áp trên đơn giản và hiệu quả nên được sử dụng sản xuất các loại IC họ 78, 79.. để thay thế cho mạch ổn áp trên
IC ổn áp họ 78
Các Zener Dioder có điện áp đánh thủng ngược được xác định rõ, tại đó nó bắt đầu dẫn dòng điện và tiếp tục hoạt động liên tục ở chế độ phân cực ngược mà không bị hư. Ngoài ra, sự sụt giảm điện áp trên diode vẫn không đổi trong một phạm vi điện áp rộng, một tính năng làm cho điốt Zener phù hợp để sử dụng trong điều chỉnh điện áp.
Diode Zener hoạt động giống như diode thông thường khi ở chế độ phân cực thuận và có điện áp bật từ 0,3 đến 0,7 V. Tuy nhiên, khi được kết nối ở chế độ đảo ngược, thường thấy trong hầu hết các ứng dụng của nó, a dòng rò nhỏ có thể chảy. Khi điện áp ngược tăng lên đến điện áp đánh thủng được xác định trước (Vz), một dòng điện bắt đầu chạy qua diode. Dòng điện tăng đến mức tối đa, được xác định bởi điện trở nối tiếp, sau đó nó ổn định và không đổi trong một phạm vi rộng của điện áp ứng dụng.
Điốt Zener được mắc nối tiếp
Các giá trị của các điốt Zener riêng lẻ có thể được chọn để phù hợp với ứng dụng trong khi diode silicon sẽ luôn giảm khoảng 0,6 – 0,7V trong điều kiện phân cực thuận. Điện áp cung cấp, Vin tất nhiên phải cao hơn điện áp tham chiếu đầu ra lớn nhất và trong ví dụ của mình ở trên đây là 19v.
