소개글
"실험2결과보고서.다이오드 동작"에 대한 내용입니다.
목차
1. 다이오드 특성
1.1. 다이오드의 기본 특성
1.2. 다이오드의 검사
1.3. 발광다이오드(LED)
1.4. 다이오드 회로의 부하선과 동작점
1.5. 납땜 시 주의사항
2. 다이오드 특성 실험
2.1. 다이오드와 LED의 특성 측정
2.2. 다이오드 회로의 전압-전류 특성 측정
2.3. 저항 회로의 전압-전류 특성 측정
2.4. 다이오드 회로와 저항 회로의 전압-전류 특성 비교
2.5. 납땜 회로 제작 및 특성 확인
3. 다이오드 동작 실험
3.1. 다이오드 회로의 대신호/소신호 동작
3.2. 다이오드 회로에서의 바이어스 포인트 결정
3.3. 다이오드 회로와 제3다이오드 모델의 비교
4. 참고 문헌
본문내용
1. 다이오드 특성
1.1. 다이오드의 기본 특성
다이오드는 반도체 소자 중 가장 기본적인 부품이다. 다이오드는 P 형 반도체와 N 형 반도체의 접합으로 이루어져 있는 소자로서 어느 한 방향으로만 전류를 흘릴 수 있는 특성을 가지고 있다. 다이오드의 기호와 함께 수 A 정도의 전류를 취급할 수 있는 크기의 다이오드의 외관과 단자명칭은 그림 1에서 확인할 수 있다. 전류는 아노드(anode)에서 캐소드(cathode) 방향으로만 흐를 수 있으며 캐소드 측에 가는 띠로 방향표시를 해 주고 있다.
다이오드 양단의 전압과 다이오드를 통하여 흐르는 전류의 상관관계는 그림 2와 같다. 다이오드에 역방향 전압이 걸리면(v < 0) 거의 전류가 흐르지 않는 반면에(역방향 저지상태) 순방향 전압이 걸리면 전류가 흐르는 데에 거의 저항을 받지 않는다(순방향 도통 상태). 순방향으로 도통하고 있을 때 다이오드 양단에는 어느 정도의 전압이 나타나는데 소신호 다이오드의 경우는 그 값이 0.7V 정도가 되고 수 A 급 이상의 비교적 용량이 큰 다이오드는 1V 이상의 전압강하를 갖는다. 따라서 이 전압에 전류를 곱한 만큼의 전력이 소비되어 다이오드 내부에서 열로 발산된다. 전류가 커지면 그만큼 열이 많이 발생하므로 다이오드가 견딜 수 있는 정도의 열을 발생하는 전류의 한계가 있게 된다. 이것이 보통 다이오드의 전류 정격이 된다. 그리고 역방향으로 저지할 수 있는 전압에도 한계가 있는데 이 값이 다이오드의 전압정격이 된다.
1.2. 다이오드의 검사
다이오드의 검사는 디지털 멀티미터를 이용하여 다이오드의 순방향 전압과 역방향 저항을 측정함으로써 이루어진다. 디지털 멀티미터에는 다이오드의 순방향 전압을 측정하는 기능이 대부분 내장되어 있다.
디지털 멀티미터는 순방향과 역방향을 바이어스 시킬 전압을 인가하는데, 디지털 멀티미터마다 차이가 있지만 보통 약 2.5~3.5V 정도의 전압을 인가한다. 순방향 전압을 측정하는 테스트에서는 순방향 바이어스에 전압을 인가하여 다이오드에 인가되는 전압을 측정한다. 정상적인 다이오드라면 0.5~0.9V 정도의 순방향 전압이 측정되며, 일반적으로 0.7V 정도가 측정된다.
반대로 역방향 바이어스 시에는 항복전압 이하에서 전류가 거의 흐르지 않는 특성을 이용하여 측정한다. 정상 다이오드라면 역방향 바이어스 시 0.L로 표시되어 측정되지 않는다. 만약 다이오드가 고장으로 단락되었다면 순방향 바이어스와 역방향 바이어스에서 모두 전압이 0.000V로 표시될 것이다. 반면 다이오드가 개방되었다면 순방향 바이어스와 역방향 바이어스 모두에서 0.L로 표시될 것이다.
이와 같이 디지털 멀티미터를 이용하여 다이오드의 순방향 전압과 역방향 저항을 측정함으로써 다이오드의 상태를 쉽게 확인할 수 있다.
1.3. 발광다이오드(LED)
발광다이오드(LED)는 순방향으로 전압이 가해질 때 빛을 내는 특성을 가진 반도체 소자이다. LED의 외관은 그림 3과 같으며 두 개의 다리 중 어느 한 쪽이 길다. 다리가 긴 쪽이 아노드이고 짧은 쪽이 캐소드이다. 즉, 순방향 도통 시에는 다리가 긴 쪽에서 짧은 쪽으로 전류가 흐른다.
LED는 일반적으로 노란색, 빨간색, 녹색, 파란색 등 다양한 색상이 있다...
참고 자료
광운대학교 전기공학과, 교류및전자회로실험, 31-40p.
김동식, 『 PSpice로 배우는 전자회로실험 』, (경기도 파주 : 생능출판사, 2023)
