본문내용
의해서 가속된 전자는 분자 혹은 원자와 충돌하여 새로운 전자를 발생시킨다. 이러한 과정이 급속히 되풀이되어 전계 방향으로 움직이는 전자가 등비 급수 적으로 증대하는 현상을 전자 애벌란시 또는 전자 사태라 한다.
4. 전자 사태 항복 (애벌란시 항복) 반도체 속의 강한 전계에 의해 캐리어가 가속됨 오로써 결정 내 원자와 충돌하여 새로운 캐리어를 발생하는 과정이 반복된다. 이 때 생기는 전류의 증폭에 의해 현저하게 전기 저항이 작아지는 상태.
=============================================================
(2) 일반적 의미
일반적인 다이오드는 항복영역(breakdown region)에서 파괴되기 때문에 이 영역에서는 사용할 수가 없다. 그래서 이 영역(breakdown region)에서도 잘 사용할 수 있게 만든 다이오드가 제너다이오드이다. 그리고 제너다이오드는 선간 전압과 부하저항이 크게 변하더라도 부하전압을 일정하게 해주는 전압 조정기(voltage regulator)의 기본 소자이다. 그리고 제너다이오드의 명칭은 EIAJ형 명칭으로 1SR???로 나간다.
(다이오트의 명칭은 EIAJ, 미국의 JEDEC형, 유럽의 0A??, BOX???, 회사별 명칭이 있다.)
2. 제너다이오드 사용시 회로해석
제너다이오드의 소자 모형은 위의 그림기호에 나타나 있다. 그리고 제너다이오드를 사용한 기본적인 회로을 해석 하자면 우선 제너다이오드가 “on"상태일 때와 ”off" 상태 일 때가 있다. “on"상태일 때는 제너다이오드에 걸리는 전압이 VZ(항복전압)이상 일 때로 등가적인 모형으로는
그림 1의 "on" 상태와 같은 모형이 되며, “off"상태 일 때는 전압이 0< ?
그리고 고정 Vi ,고정 R에서 간단한 제너다이오드 회로를 해석해 보면, 해석 방법은 회로내에서 제너다이오드의 “on"상태와 ”off"상태가 있을 것이다.
해석할 회로는 아래의 그림 2 이다.
그림 2에서 사용되는 제너다이오드가 “off"일 때의 등가회로를 보면, 그림 3과 같이 됨을 알 수 있다.
그리고 그림 3의 경우 개방 회로에 걸리는 전압을 알고자 할 때는 전압 분배 법칙을 이용하여 그 값을 구하면
( 참고 : 전압 분배 법칙이란? )
=============================================================
그림 4에서 보면
(식 1)
또 KVL로부터
(식 2)
를 얻는다. 그리고 여기서 (식 1)을 (식 2)에 대입하면
∴
을 얻는다. 그리고 여기서 각 저항에 걸리는 전압을 구하면
,
라는 식을 구할 수가 있다. 이까지의 식 유도가 전압 분배 법칙의 식 유도이다.
================= 전압 분배 법칙의 식 유도 끝======================
와 같이 구해진다.
그리고 그림 2의 “on"상태 일 때의 등가 회로는 그림 5와 같이 된다. 그러면 “on"상태 일 때의 제너다이오드에서 소비되는 전력은 우선 병렬 소자에 걸리는 전압은 같으므로 다음과 같이 식이 나온다.
그리고 제너다이오드에 걸리는 전류는 Kirchhoff의 전류법칙을 적용함으로써 다음과 같이 구해진다.
그리고 다르게는
과 같이 나타낼 수 있다.
여기서
그리고 이다.
그러므로 제너다이오드에서 소비되는 전력은 다음과 같은 식으로 구하여진다.
그리고 이것은 디바이스에서 규정된 PZM보다 작아야만 한다.
( 참고 : PZM이란? 여기서 사용되는 제너다이오드의 최대 소비 전력치 이다.)
§실험 시뮬레이션
1. 접합 다이오드
2. 제너 다이오드
4. 전자 사태 항복 (애벌란시 항복) 반도체 속의 강한 전계에 의해 캐리어가 가속됨 오로써 결정 내 원자와 충돌하여 새로운 캐리어를 발생하는 과정이 반복된다. 이 때 생기는 전류의 증폭에 의해 현저하게 전기 저항이 작아지는 상태.
=============================================================
(2) 일반적 의미
일반적인 다이오드는 항복영역(breakdown region)에서 파괴되기 때문에 이 영역에서는 사용할 수가 없다. 그래서 이 영역(breakdown region)에서도 잘 사용할 수 있게 만든 다이오드가 제너다이오드이다. 그리고 제너다이오드는 선간 전압과 부하저항이 크게 변하더라도 부하전압을 일정하게 해주는 전압 조정기(voltage regulator)의 기본 소자이다. 그리고 제너다이오드의 명칭은 EIAJ형 명칭으로 1SR???로 나간다.
(다이오트의 명칭은 EIAJ, 미국의 JEDEC형, 유럽의 0A??, BOX???, 회사별 명칭이 있다.)
2. 제너다이오드 사용시 회로해석
제너다이오드의 소자 모형은 위의 그림기호에 나타나 있다. 그리고 제너다이오드를 사용한 기본적인 회로을 해석 하자면 우선 제너다이오드가 “on"상태일 때와 ”off" 상태 일 때가 있다. “on"상태일 때는 제너다이오드에 걸리는 전압이 VZ(항복전압)이상 일 때로 등가적인 모형으로는
그림 1의 "on" 상태와 같은 모형이 되며, “off"상태 일 때는 전압이 0< ?
해석할 회로는 아래의 그림 2 이다.
그림 2에서 사용되는 제너다이오드가 “off"일 때의 등가회로를 보면, 그림 3과 같이 됨을 알 수 있다.
그리고 그림 3의 경우 개방 회로에 걸리는 전압을 알고자 할 때는 전압 분배 법칙을 이용하여 그 값을 구하면
( 참고 : 전압 분배 법칙이란? )
=============================================================
그림 4에서 보면
(식 1)
또 KVL로부터
(식 2)
를 얻는다. 그리고 여기서 (식 1)을 (식 2)에 대입하면
∴
을 얻는다. 그리고 여기서 각 저항에 걸리는 전압을 구하면
,
라는 식을 구할 수가 있다. 이까지의 식 유도가 전압 분배 법칙의 식 유도이다.
================= 전압 분배 법칙의 식 유도 끝======================
와 같이 구해진다.
그리고 그림 2의 “on"상태 일 때의 등가 회로는 그림 5와 같이 된다. 그러면 “on"상태 일 때의 제너다이오드에서 소비되는 전력은 우선 병렬 소자에 걸리는 전압은 같으므로 다음과 같이 식이 나온다.
그리고 제너다이오드에 걸리는 전류는 Kirchhoff의 전류법칙을 적용함으로써 다음과 같이 구해진다.
그리고 다르게는
과 같이 나타낼 수 있다.
여기서
그리고 이다.
그러므로 제너다이오드에서 소비되는 전력은 다음과 같은 식으로 구하여진다.
그리고 이것은 디바이스에서 규정된 PZM보다 작아야만 한다.
( 참고 : PZM이란? 여기서 사용되는 제너다이오드의 최대 소비 전력치 이다.)
§실험 시뮬레이션
1. 접합 다이오드
2. 제너 다이오드
추천자료
- [전자회로]LED(발광다이오드)의 설명과 이해
- [전자회로] 포토 다이오드에 대한 PPT자료
- 일반 물리학 실험-전기저항 옴의 법칙 다이오드
- 직렬, 병렬 다이오드
- LED(발광다이오드)의 정의와 특성, LED(발광다이오드)의 전압과 전류, 미래의 조명기구로서 ...
- [물리학 실험] 지너다이오드 특성 실험
- [A+받은]제3강. 전기전자 다이오드 실습
- [현대물리학] 반도체 레이저 다이오드
- Diode 특성 곡선 및 LED 구동 - 다이오드의 극성에 대해 알아보고 특성곡선을 이해, 실험, 결론
- [기초전기공학실험설계] (예비) 다이오드 특성곡선 - 다이오드의 양호 혹은 불량 판정 시험을...
- [논리게이트][다이오드][트랜지스터]논리게이트의 개요, 논리게이트와 기본논리게이트, 논리...
- [기초 전자 회로실험] 다이오드 특성
- 광센서의 종류 (포토다이오드의 외관과 회로 기호, 포토다이오드의 장점과 단점, 포토다이오...
- 실험 19. 지너 다이오드 회로와 직류 전원 회로 (예비보고서)