반도체실험결과

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반도체실험결과에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목표

2. 실험 결과

3. Simulation 결과

본문내용

n, IS, RS값을 구해보고 Pspice 시뮬을 통해 결과값과 비교해 보자.
2.2.1. Linear Forward Region I-V 특성
DIODE의 온도 변화에 따른 Linear Forward Region에 대해 알아보겠다.
위 그림은 온도가 0도에서 시작하여 20도씩 증가하여 80도까지 올라가는 Linear Forward I-V 특성인데 온도가 증가함에 따라 더 낮은 Forward Voltage에서 상승곡선이 올라가는 것을 확인할 수 있다.
2.2.2. Logarithm Forward Region I-V 특성
DIODE소자가 상온일 때의 Logarithm Forward Region에 대해 알아보겠다.
위 그림은 다이오드소자만을 따로 측정했을 때의 측정값이다.
2.2.3. 빛이 미치는 영향
다이오드소자를 온도계에 연결 후 뚜껑이 완전히 닫히지 않은 상태(빛 차단 전)과 호일로 감싼 상태(빛 차단 후)로 비교해 보았다.
빛 차단 전엔 약 0.2V부터 노이즈가 생겨 그래프가 완만하게 떨어지는 곡선을 볼 수 있고 빛 차단 후엔 0.1V이하까지도 리니어한 직선을 볼 수 있다. 위 측정결과 다이오드소자가 빛에 영향을 받아 노이즈가 생김을 알 수 있다.
2.2.4. 온도 변화에 따른 I-V 특성
DIODE의 온도 변화에 따른 Logarithm Forward Region에 대해 알아보겠다.
1) 0℃ 특성
0℃
Rs = 1426Ω
2) 20℃ 특성
20℃
Rs = 537Ω
3) 80℃ 특성
80℃
Rs = 120Ω
온도 [℃]
IS [A]
N
Rs [Ω]
0 ℃
0.972
1426
20℃
0.96
537
80℃
1.096
120
3. Simulation 결과
3.1. Si DIODE
1) 위의 추출된 값을 이용하여 결과값과 simulation값을 비교하였다.
추출된 값으로 0,20,80도 simulation한 결과와 실험값의 그래프는 일치하지 않는 모습을 보였다. 이는 추출할 때 정확한 값으로 추출하지 못했기 때문이다.
결과값과 simulation을 맞추기 위해 Pspice에서 데이터값을 변화시켜 가면서 파라미터를 다시 추출해보자.
2) Pspice에서 파라미터값을 변화시켜 결과값과 일치하는 파라미터값을 추출하였다.
Pspice에서 파라미터값을 변화시켜 결과값과 일치하는 파라미터를 추출할 수 있었다.
파라미터 추출값은 다음과 같다.
실험_추출
simulation_추출
온도 [℃]
IS [A]
N
Rs[Ω]
Is[A]
N
Rs[Ω]
0℃
1.04
1.01
1.05
1.01
20℃
1.12
0.97
1.0906
0.97
80℃
1.28
1.13
1.27
1.13
최종 파라미터 추출값은 다음과 같다.
온도 [℃]
IS [A]
N
Rs [Ω]
0 ℃
1.05
1.01
20℃
1.0906
0.97
80℃
1.27
1.13
3.2. InGaAs DIODE
1) 위의 추출된 값을 이용하여 결과값과 simulation값을 비교하였다.
추출된 값으로 0,20,80도 simulation한 결과와 실험값의 그래프는 일치하지 않는 모습을 보였다. 이는 추출할 때 정확한 값으로 추출하지 못했기 때문이다.
결과값과 simulation을 맞추기 위해 Pspice에서 데이터값을 변화시켜 가면서 파라미터를 다시 추출해보자.
2) Pspice에서 파라미터값을 변화시켜 결과값과 일치하는 파라미터값을 추출하였다.
Pspice에서 파라미터값을 변화시켜 결과값과 일치하는 파라미터를 추출할 수 있었다.
파라미터 추출값은 다음과 같다.
실험_추출
simulation_추출
온도 [℃]
IS [A]
N
Rs[Ω]
Is[A]
N
Rs[Ω]
0℃
0.972
1426
0.94
1426
20℃
0.96
537
0.98
537
80℃
1.096
120
1.17
120
최종 파라미터 추출값은 다음과 같다.
온도 [℃]
IS [A]
N
Rs [Ω]
0 ℃
0.94
1426
20℃
0.98
537
80℃
1.17
120
결과 및 고찰:
이번 실험을 하면서 반도체 소자가 주위의 환경에 많은 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 온도를 0℃, 20℃, 40℃, 60℃, 80℃로 증가를 시키면서 전류를 관찰하였더니 온도에 따라서 전류가 증가하고, 문턱전압이 낮아지는 것을 실험적으로 관찰할 수 있었다. 이 실험의 주목적은 온도 변화에 따른 다이오드의 특성변화였지만 온도뿐만 아니라 빛에 대한 영향도 볼 수 있었다. 실험을 할 때 빛을 차단하는 것과 차단하지 않을 때 전류 특성이 달라지는 것을 볼 수 있었다.

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