본문내용
1. 전자회로실습
1.1. 제너다이오드 실험
1.1.1. 실험 목적
제너다이오드의 전압-전류 특성 측정
제너다이오드에 흐르는 전류에 대한 순방향 바이어스 및 역방향 바이어스가 미치는 영향을 측정하고 제너다이오드의 전압-전류 특성을 결정하는 것이 이 실험의 목적이다.
실험을 위해 필요한 준비물로는 전원공급장치, 디지털 멀티미터, 브레드보드, 고정저항 500Ω과 3.3kΩ, 그리고 Si 제너 다이오드(1N4140) 1개이다.
실험 과정은 다음과 같다. 먼저, 역방향 바이어스 실험을 위해 전원공급장치의 출력 전압을 점진적으로 증가시키면서 제너다이오드 양단의 전압과 전류를 측정한다. 다음으로, 순방향 바이어스 실험을 위해 전원공급장치의 출력 전압을 0V에서 0.9V까지 증가시키면서 제너다이오드 양단의 전압과 전류를 측정한다. 마지막으로, 제너다이오드를 병렬 전압 조정기로 사용하는 실험을 수행하여 전압 조정 특성을 관찰한다.
실험 결과를 통해 제너다이오드의 전압-전류 특성곡선을 그릴 수 있다. 역방향 바이어스 실험에서는 제너 전압 부근에서 전류가 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 순방향 바이어스 실험에서는 다이오드 특성을 보이는 것을 관찰할 수 있다. 또한 병렬 전압 조정기로 사용하는 실험에서는 제너다이오드가 일정한 전압을 유지하는 것을 확인할 수 있다.
이번 실험을 통해 제너다이오드의 전압-전류 특성과 다양한 동작 모드를 이해할 수 있었다. 제너다이오드는 전압 조정 회로, 보호회로 등 많은 응용분야에 활용되고 있으므로, 이러한 기본적인 특성을 파악하는 것이 중요하다고 할 수 있다.
1.1.2. 실험 준비물
Power Supply, Digital Multimeter, Bread board, 고정저항(500[Ω] 1개, 3.3[kΩ] 1개), Si 제너 다이오드 1개(1N4140)이다. 실제실험에서는 고정전하(498.2[Ω], 3.27[kΩ]), Si 다이오드(0.7059[ V])로 진행되었다. 이러한 준비물들을 사용하여 제너다이오드의 전압-전류 특성을 실험하고자 한다. Power Supply와 Digital Multimeter를 통해 전압과 전류를 측정하며, Bread board에 회로를 구성하고 고정저항 및 제너다이오드로 실험을 진행한다. 이를 통해 제너다이오드의 순방향 바이어스 및 역방향 바이어스에 따른 전류 특성을 관찰하고자 한다.
1.1.3. 실험 과정
역방향 바이어스 실험회로도를 구성한다. 전압공급장치(Power Supply)를 연결하여 정전압 소자인 제너다이오드에 역방향 바이어스 전압을 인가한다. 이때 전압(Vdc)을 단계적으로 변화시키면서 제너다이오드의 전압(Vout)과 전류(Iz)를 각각 디지털 멀티미터로 측정한다.
순방향 바이어스 실험회로를 구성한다. 전압공급장치(Power Supply)를 연결하여 제너다이오드에 순방향 바이어스 전압을 인가한다. 이때 전압(Vdc)을 단계적으로 변화시키면서 제너다이오드의 전압(Vout)과 전류(Iz)를 각각 디지털 멀티미터로 측정한다.
병렬 전압 조정기로 사용된 제너다이오드 실험회로를 구성한다. 전압공급장치(Power Supply)를 연결하여 제너다이오드에 전압을 인가한다. 이때 전압(Vdc)을 단계적으로 변화시키면서 제너다이오드의 전압(Vout)과 전류(Iz)를 각각 디지털 멀티미터로 측정한다.
이와 같은 실험 과정을 통해 제너다이오드의 특성을 관찰하고 이해할 수 있다.
1.1.4. 실험 결과
제너다이오드에 역방향 바이어스를 인가하였을 때, 인가 전압이 증가함에 따라 출력 전압 V_OUT도 꾸준히 증가하였다. 전압이 0V에서 5.2V로 증가할 때, 출력 전압도 0V에서 5.002V로 선형적으로 증가하였다. 이때 제너 전류 I_Z는 0μA에서 18.132mA로 급격히 증가하였다.
순방향 바이어스의 경우, 인가 전압이 증가함에 따라 출력 전압 V_OUT도 증가하였다. 그러나 제너 전류 I_Z는 0μA에서 142.08mA로 매우 큰 폭으로 증가하였다. ...
