3.1. MẠCH ỔN ÁP, THƠNG SỐ:
3.1.1. Dùng điơt Zener: a.DIODE ỔN ÁP (ZENER) a.DIODE ỔN ÁP (ZENER)
Diode zener là cấu kiện bán dẫn được thực hiện pha tạp để tạo thành đặc tuyến điện áp
đánh thủng hay điện áp thác lũ rất dốc. Nếu điện áp ngược vượt quá điện áp đánh thủng, thường diode khơng bị phá hũy với điều kiện dịng chảy qua diode khơng được vượt quá giá trị lớn nhất đã được quy định trước và diode khơng bị quá nhiệt.
Khi hạt tải điện tạo ra do nhiệt (thành phần dịng ngược bảo hịa) làm giảm được rào thế tiếp giáp và nhận năng lượng do điện thế ngồi đặt vào, hạt tải điện sẽ va chạm với
các ion trong mạng tinh thể và truyền mức năng lượng đáng kể để phá vỡ mối liên kết đồng hĩa trị. Ngồi hạt tải điện ban đầu, các cặp hạt tải điện điện tử - lỗ trống cũng được tạo ra. Cặp hạt tải mới cĩ thể nhận mức năng lượng lớn từ điện trường đặt vào để va chạm với ion tinh thể khác và tạo ra ngay cặp điện tử - lỗ trống khác. Tác động liên tục như vậy sẽ bẻ gãy các mối liên kết đồng hĩa trị, nên gọi là quá trình đánh thủng thác lũ.
Cĩ hai cơ chế phá vỡ các mối liên kết đồng hịa trị. Sử dụng điện trường mạnh tại tiếp giáp cĩ thể trực tiếp làm cho mối liên kết bị gãy. Nếu điện trường đặt vào một lực lớn vào điện tử trong mối liên kết, thì điện tử cĩ thể bị bứt khỏi mối liên kết đồng hĩa trị, nên tạo ra một số lượng cặp điện tử - lỗ trống hợp thành theo cấp số nhân. Cơ chếđánh thủng như vậy được gọi là đánh thủng zener. Trị sốđiện áp đánh thủng zener được điều chỉnh bằng lượng pha tạp của diode.
Diode được pha tạp đậm đặc sẽ cĩ điện áp đánh thủng zener thấp, ngược lại diode được pha tạp lỗng cĩ điện áp đánh thủng zener cao.
Mặc dù như mơ tảở trên cĩ hai cơ chếđánh thủng, nhưng thơng thường cĩ giao thoa. Tại các mức điện áp cao hơn khoảng 10V, chủ yếu là cơ chế đánh thủng thác. Do hiệu ứng zener (thác lũ) xảy ra tại điểm cĩ thể xác định trước, nên diode cĩ thể sử dụng như một bộ chuẩn điện áp.
Mức điện áp ngược mà tại đĩ xuất hiện đánh thủng thác lũđược gọi là mức điện áp zener.
Đặc tuyến của diode zener điển hình thể hiện ở hình 2.31. Ký hiệu mạch của diode zener khác với ký hiệu mạch của diode thơng thường, và được thể hiện trong cùng hình vẽ.
Mức dịng ngược lớn nhất, IZmax mà diode zener cĩ thể chịu được tùy thuộc vào cách chế tạo và cấu trúc của diode. Giả sử rằng, mức dịng zener nhỏ nhất mà tại đĩ đặc tuyến vẫn giữ tại
VZ (gần điểm khuỷu của đặc tuyến) là 0,1IZmax. Mức cơng suất của diode zener cĩ thể chịu đựng (VZIZmax) là một yếu tố giới hạn trong việc thiết kế nguồn cung cấp.