Diode 및 Zener diode의 전류, 전압 특성

목차

1. 실험일자

2. 실험제목

3. 실험목적

4. 실험준비물

5. 실험절차

6. 기본지식 및 관련이론

󰏊 참고문헌

본문내용

의 그림과 같은 회로를 구성한다. 스위치 S는 개방하고, Vs는 0V로 한다.
17. 스위치 S를 닫고 다이오드 전류 Id가 20mA가 되도록 Vs를 서서히 증가시킨다. 이때의 전원전압 Vs, 부하전압 Vl, 전체전류 It를 측정한다. 이때 전류계는 100mA range에 놓는다.
18. 실험절차 17에서 얻은 Vl 값의 ±0.1V 내에서 Vl가 일정하게 유지되는 Vs의 변화 범위를 결정하여 기록한다. 이 범위 내에서의 Id와 It의 변화를 측정하여 기록한다. 또 부하저항 Rl에 흐르는 전류 Il을 계산한다.
Vd [V]
Id [mA]
It [mA]
Vs [V]
Il [mA]
Vz
Vz+0.1
Vz-0.1
6. 기본지식 및 관련이론
▲ 문턱전압
전류가 갑자기 증가하기 시작하는 전압을 다이오드의 문턱전압이라 한다.
▲ 비선형 소자
다이오드는 비선형 소자이다. 0.7V 이하일 때, 다이오드를 흐르는 전류는 매우 적지만 0.7V를 넘는 순간 전류가 갑자기 증대한다. 이러한 동작은 전류가 전압에 직접 비례하여 증가하는 보통 저항과는 전혀 다르다. 그 이유는 다이오드는 공핍층에 의하여 형성된 전위장벽을 가지고 있기 때문이다.
▲ 역방향영역의 다이오드
다이오드가 역방향 영역이면 단지 약간의 누설전류만 흐른다. 다이오드의 전류와 전압을 측정하여 역방향 특성곡선을 그리면 아래 그림과 같다. 역방향 전압이 항복전압 이하이면 다이오드전류는 매우적다. 그러나 역방향 전압이 항복전압을 조금만 능가하면 전류는 갑자기 증대된다.
▲ 다이오드의 해석법
다이오드는 세가지 근사적 해석법으로 설명한다.
- 이상적인 다이오드 : 순방향 바이어스일 때, 저항이 영이고, 역방향바이 어스일 때, 저항이 무한대로 해석
- 제 2 근사적 해석 : 다이오드를 0.7V의 전위장벽과 스위치의 직렬연결 로 생각한다. 만일 전원전압이 아무튼 0.7V이면 스위치는 단락되며 이 경우 소자양단 전압은 0.7V이다. 전위장벽이 0.7V로 고정되어 있기 때 문에 어떠한 순방향 전류값에 대해서도 다이오드의 전체 전압강하는 0.7V를 유지한다. 한편 전원전압이 0.7V 이하이거나 혹은 전원전압이 음이면 스위치는 개방된다. 이 경우 전위장벽은 전연 영향이 없고, 다이오드를 개방회로로 생각하면 된다.
- 제 3 근사적 해석 : 제 3 근사적 해석은 제 2근사적 해석에서 다이오드 의 전압강하에 벌크저항의 전압강하를 더한 해석법으로 정밀해석시 사용한다.
▲ 제너다이오드
소신호 다이오드나 정류다이오드가 항복영역에서 손상을 받기 때문에 절대적으로 이 영역에서 동작시켜서는 안되지만, 제너 다이오드는 다르다. 제너다이오드는 항복영역에서 잘 동작하도록 만들어진 실리콘 다이오드이다. 가끔, 항복다이오드라 불리는 이 제너 다이오드는 선전압과 부하저항이 크게 변하여도 부하전압을 거의 일정하게 유지하는 회로, 즉 전압 조절기에서 중추적 역할을 한다.
제너 다이오드를 흐르는 전류가 변하더라도 출력전압이 일정하기 때문에 제너 다이오드를 가끔 전압조절기 다이오드라 한다. 정상동작시키려면 위의 그림에서와 같이 제너 다이오드를 역방향으로 바이어스시켜야 한다. 직렬저항은 제너 다이오드에 흐르는 전류를 최대정격전류 이하로 제한시키기 위하여 사용한다.
제너 다이오드가 항복영역에서 동작하고 있다면, 공급전압이 변동하더라도, 제너 전류는 변동하지만, 부하전압에는 거의 영향을 나타나지 않는다. 따라서 제너 다이오드는 부하전압을 거의 일정하게 유지한다. 따라서 이러한 작용 때문에 제너 다이오드를 전압조절기라 부른다.
참고문헌
일렉트로닉스 : MALVINO : 대영사
신회로이론 : 박송배 저 : 문운당
일반전자공학실험 : 김태중 저 : 상학당

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다이오드,   전자공학,   제니다이오드