전자공학 실험 - 다이오드 특성곡선 결과 보고서

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본문내용

류
: Saturation Current or Scale Current(포화 전류), 는 주어진 다이오드에서 어떠한 온도에서의 Area, Temperature, Physical parameter와 관계가 있는 일정한 상수이다. 그 전형적인 수치는 약 ~ mA의 값을 가진다. 온도에 영향을 많이 받기 때문에 5℃ 상승에 따라 이 값 은 2배씩 증가한다.
e : 자연로그 지수
V : 다이오드의 전압
: 다이오드의 물리적 구성이나 소재에 따라 변화하는 상수이다. 의 범위를 가진다. 1인 경우는 표준 집적 회로 공정에 따라 제작된 다이오드이며, 2인 경우는 개별 소자로 이용된다.
: Thermal Voltage(열 전압)라고 불리는 상수이다. 로 나타낼 수 있으며, 여기서 는 Boltzmann's constant로 의 값을 가진다. 는 kelvin으로 나타낸 절대 온도이다. (273 + temperature in ℃) 는 전자의 전하량으로 의 값을 가진다. 이를 대입하여 상온(25℃)에서의 를 계산하면 약 25mV의 전형적인 값을 가진다.
(2) 전형적인 그 수치를 사용하여서 전류-전압 평면상에 위의 식을 그려라.

다이오드의 I-V관계 그래프
(3) 문자 n을 ideality factor라고 부르며, 범위는 1과 2사이이다. n=1과 n=2중에서 어느 수치가 ideal diode에 더욱 근접한지 답변하라.
에서 가 커질수록 인가전압에 따른 Exponential 값이 작아지게 된다. 그러면 최종 계산 결과인 가 작아지게 된다. 반면, 가 1이라면 는 Thermal Voltage인 에만 영향을 받기 때문에 얻고자 하는 를 얻을 수 있게 된다. 결과적으로 가 1에 가까울수록 이상적인 다이오드라고 할 수 있게 된다.
4. 연습문제
1) 이상적인 다이오드는 ON 혹은 OFF 되는 스위치로 간주된다. 이러한 관점에서 순방향 혹은 역방향 시의 다이오드를 ON 혹은 OFF 스위치로 표현하라.

2) 실험 4)의 다이오드의 선형화 모델표에는 필요한 와 가 주어져 있다. 지금 그 다이오드에 대한 전압 3V와 저항 300이 직렬로 연결된다. 표의 수치를 사용해서 1N914와 1N4004를 흐르는 전류를 계산하라.

1N914 : = 0.58V / = 24
1N4004 : = 0.57V / = 26
3) x-축은 선형눈금이고 y-축은 대수 눈금으로 작성된 용지를 반-대수 용지(Semi-log sheet)라고 한다. 식 은 지수함수이다. 그 함수를 반-대수 용지에 그리면 직선이 되는데, 그 과정을 기술하라.

양변에 ln을 취하면
를 y라 두면 는 일차함수가 되므로 직선이 나오게 된다.
5. 실험 후 소감
이번 실험은 그렇게 어렵지는 않았으나 초반에 기계의 오작동 및 불량 전선들을 사용해서 원하는 값을 얻지 못해 고전을 면치 못하였다. 하지만 초반에 그것을 극복하고 난 뒤에는 실험을 수월하게 할 수 있었던 것 같았다. 이번 실험에서는 실험 재료도 실험에 얼마나 실험값에 대하여 얼마나 큰 영향을 미치는 지에 대해 뼈저리게 실감할 수 있었다.

키워드

전자공학,   다이오드,   특성곡선,   결과보고서