다이오드 특성 및 종류

소개글

다이오드 특성 및 종류에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.반도체

2.에너지대

3.실리콘과 게르마늄 반도체의 다이어그램

4.전자대 정공의 흐름

5.이상적인 다이오드

6.실제적인 다이오드의 특성

7.다이오드의 순방향과 역방향 바이어스 특성

8.Zerner영역

9.실리콘과 게르마늄 다이오드

본문내용

에서 벗어난다.
이렇게 추가된 캐리어는 다른 이온화 과정을 돕게 되어 사태 전류을 일으키고 사태 항복영역을 결정한다.
사태 영역은 p형이나 n형 재료의 도핑 농도를 증가시킴으로써 수직축에 가깝게 만드는 r서이 가능하다. 그러나 Vz를 매우 낮은 수준, 예를 들어 -5V정도로 감소시키면 Zener 항복이라는 또다른 메커니증이 전류의 급격한 변화 특성에 관여하게 된다.
Zener 영역에 들어가기 전에 가해질 수 있는 최대 역바이어스 전압을 PIV(peak inverse voltage)정격 혹은 PRV(peak reverse voltage)정격이라고 한다.
9.실리콘 다이오드와 게르마늄 다이오드
실리콘 다이오드는 게르마늄 다이오드에 비해 높은 PIV 정격과 전류 특성을 가지며, 보다 넓은 범위의 온도에서 작동한다.
실리콘 다이오드의 경우, PIV정격은 1000V근처이며, 게르마늄 다이오드의 경우, 최대 PIV 정격은 400V 정도이다.
실리콘 다이오드는 200 의 온도까지도 작동이 가능하지만 게르마늄 다이오드는 100 이상의 온도에서 작동이 보장되지 않는다.
실리콘 다이오드는 게르마늄 다이오드에 비해 보다 높은 순방향 바이어스 전압이 필요하다.
현재 시판되는 일반적인 실리콘 다이오드의 순방향 바이어스 전압은 0.7V이고, 게르마늄 다이오드는 0.3V이다.
온도 효과
게르마늄 다이오드는 100 에서 0.1mA의 누설 전류를 가진다. 역바이어스 영역에서 이 정도 크기의 전류가 흐르면 실제 회로에서 개방 회로 조건으로 보기 어렵다.
비슷한 전력과 전류 정격을 갖는 일반적인 Is(역방향 포화 전류)는 게르마늄 다이오드 보다 훨씬 낮다.
실리콘 다이오드와 게르마늄 다이오드의 특성
10.다이오드의 등가회로
부분선형 등가회로
특성 선형 그래프는 직선을 통한 근사는 실제 특성과 정확히 등가를 이루지 못하며, 특히 곡선이 꺾이는 분분에서 더 차이가 심하다.
이런 점을 보안하기 위해 그림과 같이 부분 선형 등가로 표현하면 실제 곡선에 매우 근접하고 뛰어난 1차 근사를 보이는 등가 회로를 형성 할 수 있다.
간략화한 등가 회로
그림의 등가 회로에는 전도 방향과 반대 방향에 전지 VT가 있다.
전지 때문에 소자 양단의 전압이 문턱 전지 전압보다 커야만 이상적인 다이오드 전도 방향으로 이 등가 회로가 전도 된다.
조건이 만족되면, 다이오드의 저항은 제시된 rav값이 된다.
다이오드의 규격표
BV...125V (MIN) @ 100 A (BAY73)
지정된 역포화 전류에서 다이오드의 최소 PIVs
ABSOLUTE MAXIMUM RATING (Note 1)
Maximum junction Operating Temperature
온도 특성, 섭씨 온도와 넓은 사용 범위에 유의
POWER Dissipation
Maximum Total Power Dissipation at 25 Ambient 500mA
Liner Power Derating Factor(From 25 )
최대 전력 소비값 PD=VDID=500mW.
IF Continuous Forward Current
최대 연속 순방향 전류
VF Forward Volatage
IF=200mA에서 VF값의 범위
IR Reverse Current
VR=20V이고, 일반적인 작동 온도에서 IR=500nA=0.5 A인 반면, 더 높은 역전압의 경우 IR은 5nA로 떨어진다.
C Capacitance
VR=VD=0V이고, 인가한 주파수가 1MHz 일때, 다이오드의 단자간 캐패시턴스값은 약 8pF이다.
Trr Reverse Recovery Time
작동 조건 목록에 대해서 역방향 회복 시간을 나타낸다.
11.다이오드의 종류
제너다이오드(Zener diode)
실리콘 pnwjq합소자로서 역방향 항복에서, 동작하도록 설계되었다.
주로 직류전원의 전압 안정화에 사용된다.
제너다이오드이 역방향 전압은 제작 과정 중 불순물 도핑레벨에 의하여 적절히 조절할 수 있다.
다이오드가 역방향 항복에 이르면 그 전압은 전류가 급격히 변하여도 거의 일정하게 남는다. 불순물의 도핑 농도를 크게 하여 제너 항복(Zener beakdown)을 감소시킨다.
광다이오드
2-1.광방출다이오드(light-emitting diode-LED)
소자가 순방향 바이어스 되었을때 전자는 n형 물질로부터 pn접합을 넘어 이동하고 p형 물질의 정공과 재결합한다.
재결합시 전자들은 광과열 형태로 에너지를 방출한다. 반도체 물질의 한틔에 크게 노출된 표면은 빛이 가시광을 방출하도록 광자를 내놓은다.
여러 불순물은 방출된 광의 파장을 정하기 위해 도핑하는 과정중에 첨가한다.
GaAsP는 붉은색 또는 노란색의 가시광을 방출하고 GaP는 붉은색 또는 녹색을 방출한다.
광발출다이오드는 디스플레이 부분에 많이 사용된다.
포토다이오드
포토다이오드는 pn접합에 빛이 투과할 수 있는 광을 받아들이는 작고 투명한 창을 가지고 있다.
입력되는 빛이 없을 시는 역전류는 거의 무시되고, 발광으로 표현된 광감도의 증가는 역전류를 증가시킨다.
빛의 강도에 제어되는 가변저항 소자의 용도로 사용된다.
쇼클리 다이오드(Shockley diode)
쇼클리 다이오드는 양극과 음극을 가지는 2단자 사이리스터(thyristor)로서 pnpn구조를 가지는 4층의 반도체로 이루어져 있다.
음극에 대하여 정의 바이어스 전압이 양극에 인가될 때, Q1과 Q2의 베이스-이미터 접합의 pn 접합1과 3은 순방향 바이어스되고 공통 베이스-켈렉터 접합은 역방향 바이어스 된다.
그러므로 두개의 등가 트랜지스터는 모두 선형영역에 있게 된다.
스위치로 동작하여 순방향 전압이 어떤값에 도달할 때까지는 오프를 유지하고 있다가 그 다
음에 온(on)되어 도통 상태가 된다. 도통 상태는 특정값 이하로 전류가 감소할 때까지 계속된다.
바렉터 다이오드
기호 바렉터 다이오드 특성
전압에 의존하는 가변 커패시터이다. 작동 모드는 소자가 역바이어스되었을 때 p-n접합에 나타나는 캐퍼시턴스에 의존한다.
역바이어스하에서 접합면 양쪽에 공간 전하 영역이 있고, 이것이 공핍 영역을 형성한다.
역바이어스 전압이 증가할 때 공핍 영역의 폭이 증가하며, 결과적으로 전이 캐패시턴스는 감소한다.

키워드

다이오드,   diode,   DIODE