다이오드의 정류회로

본문내용

우수하다.
p형과 n형의 접합체(p-n접합)를 만드는 데는 합금법(合金法)과 확산법(擴散法)이 있다. 합금법은 중전류용량(中電流容量) 이하의 것에, 확산법은 대전력 ·고역내압(高逆耐壓)의 것에 적합하며, 1,500V 이상의 압력에 견디는 것도 있다. 그 구조는 실리콘과 용기의 열팽창계수의 차이에서 생기는 기계 변형을 줄이는 동시에 방열을 원활히 한다는 면 등이 고려되어 있으며 허용 동작온도는 접합부에서 150℃ 정도이다.
-평활회로
교류(AC)를 직류(DC)로 바꾸는 여러 과정 가운데 맥류(脈流)를 완전한 직류로 바꾸어주는 전원공급장치이다. 정류회로·정전압회로와 함께 전원공급장치의 핵심이 되는 정류회로의 일부이다.
교류를 직류로 바꾸는 것을 정류라고 하는데, 교류를 직류로 바꿀 때는 여러 전원공급장치가 필요하다. 다시 말해 교류가 단번에 직류로 바뀌는 것이 아니라, 여러 단계를 거쳐야만 완전하고 안전한 직류가 된다. 컴퓨터를 예로 들면, 110~220V의 교류 전압을 컴퓨터 전원으로 쓰기 위해서는 최대 12V 이하의 직류로 바꾸어주어야 한다.
따라서 교류 전압을 낮추어 주어야만 하는데, 이 때 사용하는 감압회로가 감압 트랜스이다. 이어 전압이 낮아진 교류 전원을 정류회로에서 + 전압만 존재하는 맥류로 걸러준다. 맥류란 + 전압만 가진 전류이지만, 전압이 안정되지 않아 아직 완전한 직류가 아닌 전류를 말한다. 맥류는 다이오드를 통해 걸러진다.
이렇게 걸러진 맥류는 다시 완전한 직류로 바뀌는 과정을 거치는데, 이 때 사용되는 회로가 평활회로이다. 평활회로는 전압이 바뀌는 맥류를 일정한 전압으로 바꾸어주는 역할을 한다. 즉 높은 전압은 낮추어 주고, 낮은 전압은 높여서 일정한 전압을 유지할 수 있도록 한다. 콘덴서(축전기)와 인덕터(코일)로 이루어져 있고, 전압을 유지시켜주는 역할은 콘덴서가 맡는다.
그러나 평활회로를 거쳤다고 해도 완전한 직류는 아니기 때문에 다이오드나 트랜지스터 등을 통해 실제로 사용되는 완전한 직류로 바꾸어주어야 한다. 이 장치가 정전압회로이다. 이런 몇 가지 과정을 거쳐야만 비로소 교류가 완전한 직류로 바뀐다.
4.실험목적
(1) 전파정류회로에서 전원용 변압기에 60[Hz]의 전원을 인가할 때 출력파형의 주파수는 얼마인가?
(2) 실리콘정류기의 PIV를 정의하여라.
(3) 반파정류회로가 2[kΩ]의 저항에 40[mA]의 평균전류를 공급할 대 이 회로의 출력 평균전압과 다이오드 PIV정격을 구하여라.
(4) 반파정류전압의 피크값이 30[V]일때 평균(직류)전압 를 구하여라.
(5) 권선비가 3 :　1인 변압기의 1차측 실효전압이 120[V]일 때 반파정류기의 정류신호의 평균전압을 구하여라.
(6) 피크정류전압이 90[V]인 전파정류기의 출력평균전압을 구하여라.
(7) 브리지정류기의 출력평균전압이 50[V]일 때 다이오드의 PIV 정격을 구하여라.
5.실험장비 및 부품
(1) 오실로스코프 : 1대
(2) 교류전압공급장치 :　1대
(3) 회로시험기 1대
(4) 전력용 변압기 : 220[V]/ 6,9,12[V] 1개
(5) 다이오드 : 1N4001 4개
(6) 저항(2[W]) : 100[Ω],200[Ω] 각각 2개
(7) 커패시터 100[μF],60[V] 2개
6.실험순서 및 참고그림
(a) 반파정류회로
(1) 그림 23-10과 같이 반파정류회로를 구성하여라. 단, = 500[Ω].
(2) 단자 AC간의 전압 ,AB간의 전압 및 양단의 출려전압 를 오실로스코프로 관측하여 그 파형을 그림 23-13의 그래프에 도시하여라.
(3) 오실로스코프로 관측된 파형에서 를 관측하여 표 23-1에 기록하여라.
(4) 양단의 교류전압의 실효값 및 평균전압을 회로시험기로 측정하여 표 23-1에 기록하여라.
(b) 브리지전파정류회로
(1) 그림 23-11과 같이 브리지 전파정류회로를 구성하고 반파정류회로의 실험과정을 반복하여라.
(2) 오실로스코프로 그림 23-11에서 단자 AC, AB및 BC의 전압 를 관측하고 그 파형과 그 측정값을 각각 그림 23-14의 그래프와 표 23-2에 기록하여라.
(3) 단자 BC간의 전압인 양단의 전파전압의 실효값과 평균전압을 회로시험기로 측정하여 평균전압을 회로시험기로 측정하여 표 23-2에 기록하여라.
(c) 평활회로
(1) 브리지전파정류에 의한 평활회로를 그림 23-12와 같이 구성하여라.
(2) 직류결합해 놓은 오실로스코프의 한 채널을 1[kΩ]의 저항과 100[μF] 콘덴서의 접지되지 않은 B점에 프로브를 연결하여 파형을 관측하여 그리 23-15의 그래프에 도시하여라.
(3) 오실로스코프 1[kΩ] 저항과 100[μF]콘덴서 양단의 출력첨두전압 를 측정하여라.
(4) 멀티미터로 직류전압 를 측정하고, 리플전압,맥동률을 계산하여 그 결과를 표23-3에 기록하여라
(5) 입력을 교류결합으로 바꾸고 채널감도를 약 10[mV/DIV]로 증가시켜 출력리플을 명확히 볼 수 있도록 하여라.
(6) 직류출력전압 및 리플계수 (맥동률) r 을 구하는 공식은 다음과 같다.
7.실험결과
표 23-1 반파정류회로의 측정값
표 23-2 브리지전파정류회로의 측정
표 23-3 평활회로의 측정
● 고찰 ●
(1) 반파정류회로에 비하여 브리지전파정류회로를 사용하는 이유에 대해서 기술하여라.
(2) 반파정류회로와 전파정류회로의 출력파형을 비교하여 기술하여라.
(3) 반파정류회로와 전파정류회로의 입출력전압의 주파수를 비교하여 기술하여라.
(4) 전파정류회로가 반파정류회로에 대해서 전압 값이 2배가 되는 이유에 대해서 기술 하여라.
(5) 브리지전파정류회로에서 필터회로를 사용할 때 다이오드의 PIV값은 필터회로가 없는 경우에 비하여 어떻게 변화되는지 대해서 기술하여라.
(6) 반파정류회로에서 입력전압의 피크값이 220[V]라면 필터링되지 않은 평균출력전압은 얼마인가?
(7) 반파정류회뢰에서 출력리플주파수와 입력주파수의 관계는?
(8) 권선비가 4인 변압기를 사용한 반파정류회로에서 교류 220[V], 60[Hz]의 전압을 인가할 때 출력전압 와 PIV에 대해서 기술하여라.
(9) 브리지전파정류회로에서 입력전압의 실효값이 120[V]일 때 평균출력전압은 얼마인가?

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