pn 접합 다이오드의 특성_예비보고서

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. PSpice 시뮬레이션 및 고찰

본문내용

시뮬레이션
< 그림 3.23 >
[2]예비 실험 결과
V1
V2
계산값
측정값
0V
0V
0V
6V
6V
0V
6V
6V
[3]예비 실험 결과 분석 및 고찰
ⓐ
과 의 전압이 0V이므로 모든 회로 node에 0V의 전압이 걸린다. 따라서 에도 0V의 전압이 걸린다.
ⓑ
이 6V일 때 에 순방향의 전류가 흐르므로 다이오드 전압 만큼의 전압이 걸린다. 따라서 에서의 전압은 이다.
ⓒ
이 6V일 때 에는 순방향 전류가 흐르므로 다이오드 전압 만큼의 전압이 걸린다. 따라서 에서의 전압은 이다.
ⓓ
과 의 전압이 6V일 때 다이오드 과 에는 모두 순방향 전류가 흐르고 다이오드 전압 만큼의 전압이 걸린다. 이때 두 다이오드는 병렬연결이므로 에서의 전압은 이다.
◎ 실험6. 위의 두 회로는 무슨 회로인가 설명하시오.
ⓐ 4번 실험 회로
실험 4의 회로는 역방향 회로이다. 역방향 회로는 순방향의 반대로 전극을 연결한 것으로 양극의 양전하는 인력이 생겨 n형 반도체의 음전하를 당기고 공핍층(hole)을 밀게 된다. 반면 음극의 음전하는 척력이 생겨 p형의 반도체의 음전하를 공핍층으로 밀치게 되어 결과적인 공핍층이 커지게 되어 전위 장벽이 높아지므로 전체적으로 전자의 이동이 거의 없게 된다. 따라서 전류가 흐르지 못하며 이처럼 역방향 바이어스 회로에서 전류를 흐르지 못하게 하는 특성은 과전류나 갑작스런 전류의 흐름으로 인한 소자의 파괴 등을 보호하기 위한 목적으로 보호회로에서 많이 사용된다.
ⓑ 5번 실험 회로
실험 5의 회로는 순방향 회로이다. 이는 전류가 흐르도록 다이오드를 연결하는 것을 말한다. n형 반도체에 연결된 음극은 계속적으로 음의 전하를 공급하므로, 척력이 발생해 n형의 자유전자를 공핍층쪽으로 밀어내는 역할을 한다. 이때 자유전자들은 장벽을 넘어 p형 반도체로 이동하게 된다. 반대로 양극은 인력이 발생해 p형 반도체의 밸런스 밴드의 전자들을 당기므로, 전체적으로는 전자가 n형에서 p형으로 흘러 전류는 p형에서 n형으로 흐르게 된다.
◎ 실험7. 일반적으로 디지털 회로에서는 다음과 같은 아날로그 영역을 디지털로 설정한다.0V에서 0.8V까지는 LOW로 2V에서 5V까지는 HIGH 설정한다. 중간영역을 비워둔 이유는 무엇일까?
0V에서 0.8V까지는 Low로 설정하고, 2V 이상부터는 HIGH로 설정한다. 그러나 0.8V~2V사이의 전압을 가질 경우 이는 Low 영역이 될 수도 있고 High 영역이 될 수도 있으므로 정확한 값을 설정할 수 없다. 그래서 그 구간을 비워둔 것이다.
◎ 고찰
실험 6은 다이오드의 특성을 이해하고 다이오드가 들어간 회로를 해석하는 방법에 대해 익힐 수 있었다. 전류의 흐름과 다이오드가 같은 방향으로 있을 경우에는 순방향 회로이기 때문에 다이오드에 0.7V만큼의 전압이 걸리고 반면 전류의 흐름과 다이오드의 방향이 반대인 경우에는 역방향 회로로서 offset모델에 따라 열린회로로 해석함을 확인할 수 있었다. 또한 이전에 배운 키르히호프의 전압 법칙을 이용하여 회로에 흐르는 전류의 값을 구할 수 있었다.

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