반도체 다이오드의 특성

목차

1. 실험목적

2. 기초이론

3. 실험방법

본문내용

경우 V>0이 되어 V값이 커짐에 따라 많은 전 류가 흐른다. 또한 역방향바이어스의 경우 V<0 이므로 I= -Io로써 Io의 값은 매우 작으며 I는 V값에 무관해 진다.
Si 및 Ge 다이오드의 전압-전류 특성은 아래와 같다.
위의 식에서 역포화전류 Io는 온도에 매우 민감하다. 따라서 약10℃정도 온가가 증가하면 Io는 2배 정도 커지므로 다이오드에 흐르는 전류를 측정할 때는 온도를 일정하게 유지하여야 한다. 만약 전류를 측정할 때 열을 가하면 아래 그래프와 같 이 점 a가 점점 왼쪽으로 이동하게 되어 다음과 같이 된다.
⑥ 비선형소자로서의 특성
순방향바이어스일 때 다이오드의 저항은 정량적으로 정의할 수 없기 때문에 임의 의 점에서 만의 저항값이 의미를 갖는다. 이때의 저항값을 동저항(dynamic resistandce), rd라 하며 아래식과 같이 정의되며, 계산방법은 아래그림과 같다.
아래 그림에서 알 수 있듯이 ΔI 및 ΔV는 전류 및 전압의 증분이기 때문에 위의 식은
과 같이 되어 전류 I 및 η의 값에 따라 다른 값을 갖게 된다.
한편, VOM이나 DMM으로 다이오드의 상태를 쉽게 판별할 수 있다. 순방향바이 어스의 경우에는 VOM 저항계의 눈금이 일정한 값을 가지나 역방향바이어스의 경 우에는 저항계의 눈금이 무한대를 가리킨다. 저항계의 구조가 아래와 같기 때문에 쉽게 p형 및 n형 쪽을 찾아낼 수 있을 것이다. 상용 다이오드는 보통 n형 쪽에 따 로 표시되어 있다. 다이오드가 양쪽 방향(순방향, 역방향)으로 모두 일정한 저항값 이 나오는 경우에는 파괴되어 못쓰게 됨을 의미한다.
다이오드는 대부분의 전자회로에 많이 사용되고 있다. 따라서 다이오드에 흐르는 전류를 대략적으로 계산하는 방법을 설명하기로 한다.
위의 그림에서 Si-다이오드에 전류가 흐르기 위해서는 다이오드의 양단의 순방향 의 전압이 Vd=0.6V 이상이어야 한다. 따라서
따라서 다이오드에 흐르는 전류는
가 된다. 만약
V = 10V, R = 1㏀, Vd = 0.6V
라 하면
I = (10 - 0.6)/103 A = 0.94mA
가 된다. 따라서 다이오드의 동적저항은
정도가 된다.
만일 다이오드에 직류전압 대신 교류전압을 인가하면 입력전압과 다이오드에 흐르 는 전류의 관계는 위의 그림과 같이 반파 정류기의 역할을 한다.
3. 실험방법
① 아래의 회로를 구성한다.
② 위의 회로도에 보인 회로의 인가전압을 0V부터 변화시켜 다이오드 양단간의 전압이 0～ 0.8V 가 될 때 다이오드 전압 Vd 와 I를 측정하여 특성곡선을 도시하라
③ 다이오드의 극성을 역방향으로 변환하여 Vd를 0부터 -30V까지 변화시켜 Vd와 I를 측정 하여 Vd - I 특성곡선을 구하라.
④ 다른 2개의 다이오드에 대하여 위의 실험과정을 반복하라.
4. 참고문헌
-최신기초전기전자실험 (김지홍외 , 동일출판사 ,1995)
-전기전자 기초 실습 (안전관리연구회, 신광문화사, 1999)
-전자 실험 (최동선외 5명, 광명출판사, 1999)
-기초전기전자실험 (홍철호&임해진, 승지사, 1986)

키워드

반도체,   다이오드,   특성